ペルオキシダーゼ、分子式 NULL、CAS 9003-99-0、ペルオキシソームのマーカー酵素であり、多くの反応を触媒できる酸化還元酵素の一種です。ペルオキシダスは、過酸化水素を電子受容体として使用して基質の酸化を触媒する酵素です。これは主に担体のペルオキシソームに存在し、二次基として鉄ポルフィリンを伴い、過酸化水素を触媒し、フェノール化合物およびアミン化合物、炭化水素の酸化生成物を酸化することができ、過酸化水素とフェノール化合物、アミン化合物、アルデヒドおよびベンゼン化合物の毒性を除去するという二重の効果があります。ペルオキシダスは酸化還元酵素の一種です。
この酵素は、体液や乳、白血球、血小板などの細胞中に分布しており、補因子としてヘムも持っています。 H2O2 を電子受容体として使用して基質の酸化を触媒します。グルタチオンペルオキシダ、好酸球ペルオキシダ、甲状腺ペルオキシダなどのH2O2によるフェノール化合物またはアミン化合物の直接酸化を触媒し、過酸化水素とフェノールアミンの毒性を除去する二重の効果があります。
中酵素
(1) 動物
ペルオキシソームは動物の脂肪酸のベータ酸化に関与しており（別の細胞小器官はミトコンドリアです）、ジャンジリンを摂取した後、ラット肝細胞内のペルオキシソームの濃度は10倍に増加しました。さらに、カタールスは H2O2 を使用してフェノール、ホルムアルデヒド、ギ酸、アルコールなどの有害物質を酸化できるため、ペルオキシソームには解毒効果もあります。摂取されたアルコールの 4 分の 1 は、ペルオキシソーム中でアセトアルデヒドに酸化されます。
(2) 植物
植物におけるペルオキシソームには主に次のものがあります。
① 光呼吸に参加し、光合成の副産物であるグリコール酸をアセトアルデヒドと過酸化水素に酸化します。
② 種子の発芽では、脂肪の-酸化が起こりアセチルCoAが生成され、イソクエン酸によりグリオキシル酸回路を経て酢酸とコハク酸に分解されます。次に、グリオキシル酸回路が関与するため、グリオキシソームとしても知られるトリカルボン酸回路に追加されます。
生体機能
活性酸素種の除去と酸化ストレスの制御
細胞内の過剰な過酸化水素の除去
ペルオキシダーゼ(POD) は、生物の中核となる抗酸化酵素ファミリーの 1 つであり、動物、植物、微生物の生細胞全体に広く分布しています。その主な基質は過酸化水素 (H₂O₂) です。 POD は、酸化還元反応の特異的な触媒作用により、細胞の代謝によって生成される余剰の H2O2 を水と酸素に分解し、それによってその細胞毒性を除去します。生理学的条件下では、定常状態の細胞シグナル伝達を維持するために、ミトコンドリア呼吸、脂質代謝、光化学反応、その他の経路を介して低濃度の活性酸素種 (ROS) が継続的に生成されます。-
しかし、非生物的ストレスや代謝障害が発生すると、大量の H2O2 蓄積が酸化ストレス損傷を引き起こします。POD はスーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼと連携して生物の抗酸化防御システムを構成し、細胞内 ROS 濃度を正確に調整して、過剰な H2O2 によって引き起こされるタンパク質変性、DNA 鎖切断、膜脂質過酸化などの損傷を回避し、正常な細胞代謝を維持します。カタラーゼと比較して、POD は低濃度の H₂O₂ に対して高い触媒効率を示します。-。細胞微小環境に蓄積する微量の ROS を効果的に除去し、基礎的な細胞の抗酸化保護のための極めて重要な酵素として機能します。
生物的および非生物的ストレスによって引き起こされる酸化的損傷の軽減
ストレス条件下では、POD の抗酸化能力が著しく活性化され、外部ダメージに対する中核反応機構が形成されます。
植物では、干ばつ、塩分、極端な温度、重金属毒性などの非生物的ストレスにより、葉緑体やミトコンドリアの代謝恒常性が直接破壊され、爆発的な ROS の蓄積が引き起こされます。これに応じて、植物の POD 活性が大幅に上昇します。 POD は過剰な ROS を効率的に除去することで膜の完全性を維持し、色素分解と代謝障害を軽減し、ストレス耐性を高めます。
病原体感染や草食などの生物ストレス時には、感染部位に酸化ストレスが生じます。 POD は局所的な酸化還元ホメオスタシスを迅速に回復します。POD は宿主細胞に対する ROS- 媒介の損傷を軽減し、ROS レベルを適度に調節することで局所的なプログラム細胞死に関与して病原体の拡散を制限します。動物や微生物において、POD は外因性毒素、炎症、放射線によって誘発される酸化ストレスに対抗し、炎症促進因子の蓄積を抑制し、アポトーシス率を低下させ、組織や器官の正常な生理学的機能を維持します。-
生物学的代謝と生合成の制御への参加
植物の二次代謝の制御
POD は、ポリフェノール、リグニン、アルカロイドなどの植物の二次代謝産物の合成と変換に広く関与し、植物の二次代謝ネットワーク内で重要な調節酵素として機能します。リグニンは、機械的強度とストレス耐性を支配する植物細胞壁の主要な構造成分であり、POD によって触媒されるモノリグノールの酸化重合によって形成されます。 POD は、p-クマリル アルコール、コニフェリル アルコール、シナピル アルコールなどのモノマーの酸化的架橋結合を媒介して高分子リグニンを組み立て、細胞壁の木質化を促進し、茎の機械的サポート、耐病性、耐倒伏性を改善します。
並行して、POD はフェノールをキノンに変換することによって植物フェノールの酸化代謝を促進します。キノンは広範囲の抗菌活性を持ち、病原体の増殖を抑制して植物の自然免疫を強化します。-さらに、POD はアントシアニンやフラボノイドなどの抗酸化二次代謝産物の生合成と蓄積を調節し、植物を紫外線から守ります。また、花や果実の色素の形成にも関与し、それによって植物の成長、発育、表現型形質に影響を与えます。
動物の代謝恒常性の維持
動物では、ペルオキシダーゼ家族は全身の代謝バランスを維持するために多様な代謝経路を調節します。
甲状腺 POD は、甲状腺ホルモン合成の律速酵素として機能します。ヨウ素酸化、チロシンのヨウ素化、チロシン残基の結合を触媒して、チロキシンとトリヨードチロニンの生成を促進し、全身の代謝、成長、神経発達を直接制御します。-
ミエロペルオキシダーゼは主に好中球に局在しています。抗酸化活性を超えて、塩化物酸化を触媒して次亜塩素酸塩を生成し、自然免疫微生物の死滅をサポートします。また、脂質およびタンパク質の酸化修飾を媒介して、脂質および炎症代謝を調節します。さらに、グルタチオン POD は脂質代謝を協調的に制御し、低密度リポタンパク質の酸化を弱め、脂質過酸化損傷を軽減し、心血管系を保護し、代謝恒常性を維持します。-
成長、発生、細胞分化の制御
植物の成長と発達の進行の調節
POD は、ROS シグナル伝達とホルモン代謝を制御することにより、種子の発芽、根の発達、器官の老化を含む植物のライフサイクル全体を調整します。種子の発芽中、PODは休眠中に蓄積したROSを除去し、休眠を打破し、胚の代謝活動を回復させ、発芽を促進します。根の発達において、POD は根の先端細胞の酸化還元ホメオスタシスを維持して細胞分裂と伸長を促進し、一次根の伸長と側根の開始を促進し、水と栄養素の摂取を改善します。
POD 活性の動的な変化が老化速度を決定します。栄養生長中の POD 活性の上昇は葉の老化を遅らせ、光合成能力を維持します。発達後期における POD 活性の適度なダウンレギュレーションは代謝の低下と一致し、栄養素の再動員を可能にします。 POD はまた、損傷部位の酸化還元微環境を調整して細胞の再生と組織の修復をサポートすることにより、カルス分化と創傷治癒にも貢献します。
動物細胞の増殖とアポトーシスのバランスをとる
動物では、POD は細胞内 ROS シグナル強度を正確に制御して、細胞の増殖、分化、アポトーシスのタイミングを調整します。
中程度の ROS は増殖シグナルとして機能します。 POD は、ROS を生理学的に最適な範囲内に維持し、不十分な ROS によって引き起こされる代謝停止と過剰な ROS によって引き起こされるアポトーシスの両方を回避します。胚形成中、POD アイソフォームの規則正しい発現が胚細胞の分化を調節し、適切な器官形成を保証します。
成人組織では、POD は幹細胞の増殖と分化を調節して、恒常性のある組織の代謝回転を維持し、損傷した組織の修復をサポートします。異常な POD 発現または活性の破壊は、ROS 恒常性を乱し、異常な増殖、過剰なアポトーシス、およびその後の炎症、変性疾患、腫瘍などの障害を引き起こします。これは、発達の安定性を維持する上での中心的な役割を強調しています。
ペルオキシダーゼ基質として過酸化水素を使用する酸化還元酵素のファミリーを構成し、バイオアッセイ、環境修復、工業触媒およびその他の分野で広く使用されています。その生産は主に天然の生物学的抽出と組換え生合成に分けられ、現在高活性 POD を得る有力なルートとなっています。-
I. 天然原料からの抽出
この方法は、POD が豊富な天然生物を原料として使用し、西洋わさび POD の調製が最も典型的な例です。新鮮なホースラディッシュの根をまず粉砕し、水溶液で抽出します。植物の破片や不純物を遠心分離により除去し、粗酵素液を生成します。
その後、分別限外濾過が精製に適用されます。分子量カットオフ 70～100 kDa の限外濾過膜で高分子量の夾雑タンパク質が分離され、続いて 1～30 kDa の膜で酵素溶液が濃縮され、低分子量の不純物と水分が除去されます。-。
-低温脱水により、最終的に比較的純度の高い天然の POD が得られます。このプロセスはシンプルで低コストですが、酵素の活性と純度は大きく変動し、生産量は原料の入手可能性によって制限されます。-
II.微生物組換え生合成
組換え生合成は、高活性 POD の工業的大量生産の中核技術です。{0}}一般的な発現宿主には、Escherichia coli および Pichia pastoris が含まれます。
ワークフローは遺伝子の最適化から始まり、宿主向けに最適化されたターゲット POD 遺伝子コドンを合成します。{0}遺伝子は発現ベクターに連結され、宿主細胞に形質転換されます。次に、培養パラメータが制御されます。流加バッチ培養によりバイオマスが増加し、炭素源の制限により酵素遺伝子の発現が引き起こされます。-
発酵後、酵素の空間構造と触媒活性を維持するためにヘムイオンやカルシウムイオンなどの補因子が補充され、細胞溶解、クロマトグラフィー精製、リフォールディング修飾が行われます。
このアプローチは自然抽出の欠点を克服し、大規模な製造を可能にしながら、高純度で安定した活性の製品を提供します。{0}}これは現在、研究および産業用途における主要な調製方法です。
よくある質問
ペルオキシダーゼの働きは何ですか?
ペルオキシダーゼは酵素のグループであり、過酸化水素または有機過酸化物による基質の酸化を触媒する。ほとんどのペルオキシダーゼは第二鉄ヘムタンパク質です。注目すべき例外の 1 つは、セレン-を含む酵素であるグルタチオン ペルオキシダーゼです。
ペルオキシダーゼが高いとはどういう意味ですか?
甲状腺ペルオキシダーゼ (TPO) 抗体
TPO 抗体の検査結果が陽性 (量が多い) の場合、次のことを意味している可能性があります。あなたは橋本病です(TSH レベルが高い場合) 将来的に甲状腺機能低下症を発症する可能性があります (TSH レベルが現在正常または正常に近い場合)
ペルオキシダーゼ検査とは何ですか?
医師は甲状腺ペルオキシダーゼ抗体検査を指示します。橋本甲状腺炎やバセドウ病など、甲状腺に関わる自己免疫疾患を診断および監視するため。甲状腺炎（甲状腺の炎症）や甲状腺腫（甲状腺肥大）などの甲状腺疾患を診断するため
カタラーゼとペルオキシダーゼの違いは何ですか?
どちらの酵素も 1 分子の過酸化水素を使用して、化合物 I (Cpd I) と呼ばれる高原子価の鉄中間体を形成します。ただし、一方、カタラーゼ Cpd I は 2 番目の H を酸化します2O2分子を酸素に変換すると、ペルオキシダーゼはこの中間体を使用して H ではなく他の基質を酸化します。2O2.
ペルオキシダーゼの別名は何ですか?
ペルオキシダーゼまたは過酸化物レダクターゼ(EC 番号 1.11. 1. x) は、さまざまな生物学的プロセスで役割を果たす酵素の大きなグループです。それらは一般に過酸化物を分解するという事実にちなんで名付けられており、過酸化物を生成する他の酵素（多くの場合オキシダーゼ）と混同すべきではありません。
Elisaにはペルオキシダーゼが使用されていますか?
ホースラディッシュペルオキシダーゼは、免疫学や分子生物学の分野におけるさまざまな診断検査やアッセイで一般的に使用されています。酵素結合免疫吸着法 (ELISA):HRPはELISAの検出酵素として使用されます、サンプル中の抗体または抗原の存在を検出する検査。
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