Κατανόηση των υπεροξεισωμάτων, της ποικιλομορφίας, των μορφών, των αντιδράσεων και των λειτουργιών

Κατανόηση των υπεροξυσωμάτων (υπεροξυσώματα)

Αυτό το υπεροξυσώμα (υπεροξυσώμα) είναι ένα αρχαίο οργανίδιο που έχει ή έχει πραγματοποιήσει όλο το μεταβολισμό του οξυγόνου σε πρωτόγονα ευκαρυωτικά κύτταρα. Το οξυγόνο που παράγεται από τα φωτοσυνθετικά βακτήρια θα συσσωρευτεί στη συνέχεια στην ατμόσφαιρα. Αυτό φυσικά θα αναγκάσει το οξυγόνο να είναι τοξικό από ορισμένα κύτταρα.

Αυτό το υπεροξώσωμα είναι ένα από τα οργανίδια που περικλείεται από μία μεμβράνη επικαλυμμένων λιπιδίων και επίσης περιέχει απορροφητικές πρωτεΐνες (υποδοχείς). Αυτά τα υπεροξυσώματα έχουν ως στόχο τη μείωση (οξυγόνο) που περιέχεται στα κύτταρα και επίσης πραγματοποιούν οξειδωτικές αντιδράσεις. Αυτά τα υπεροξώματα περιέχουν επίσης ένζυμα που μεταφέρουν υδρογόνο από όλα τα είδη υποστρωμάτων στο οξυγόνο. παράγουν υπεροξείδιο του υδρογόνου ως υποπροϊόν, το οποίο αργότερα έγινε η πηγή της ονομασίας organelle ότι.

Ι. Rhodin Το 1954, ένας φοιτητής Ιατρικής από τη Σουηδία εξήγησε για τα οργανίδια σε ένα κύτταρο. Στη συνέχεια, η εξήγηση αναπτύχθηκε και διερευνήθηκε επίσης από έναν κυτταρολόγο, τον Christian de Duve το 1967, ο οποίος προήλθε από το Βέλγιο.

---

Δομή υπεροξεισώματος

Η δομή αυτών των υπεροξισωμάτων δεν είναι εύκολο να βρεθεί, λόγω της μικρής διαφοράς στην πυκνότητα με τα λυσοσώματα. Εξαιτίας αυτού, πραγματοποιήθηκε ένεση χρησιμοποιώντας απορρυπαντικό Triton WR-1339 και συνεχίστηκε επίσης με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (Bianch and Sheeler, 1980; Kleinsmith και επίσης Kish, 1988).

Τα αποτελέσματα αυτής της ένεσης δείχνουν ότι τα υπεροξυσώματα έχουν μοναδικό χαρακτήρα. Μικρό σαν μπάλα, έχει μέγεθος μεταξύ μιτοχονδρίων και ριβοσωμάτων. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, περίπου 0,2 - 2 m, αυτά τα υπεροξυσώματα ομαδοποιούνται σε μικροαντικείμενα.

---

Λειτουργία υπεροξεισώματος

Η κύρια λειτουργία του είναι να απλοποιήσει ένα μακρύ λιπαρό οξύ με βήτα-οξείδωση.

Όταν σε ζωικά κύτταρα, τα λιπαρά οξέα που παράγονται θα είναι μακρά για να σχηματίσουν μεσαίες αλυσίδες, οι οποίες μετά από αυτό θα μεταφερθεί στα μιτοχόνδρια και τελειώνει με τη διάσπασή τους σε διοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα νερό.

Τα ακόλουθα είναι άλλες λειτουργίες των υπεροξεισωμάτων:

1. Ως παραγωγός ενζύμου καταλάση και επίσης οξειδάση, η οποία έχει ή έχει τη λειτουργία να μπορεί να μεταφέρει υδρογόνο από το υπόστρωμα έτσι ώστε μπορεί ή μπορεί να αντιδράσει με οξυγόνο και μπορεί ή μπορεί να παράγει υπεροξείδιο του υδρογόνου ή επίσης το H2O2 είναι ως παραγωγός άλλα.
2. Ως καύσιμο για κυτταρική αναπνοή που προκύπτει από τη διάσπαση των λιπαρών οξέων σε μικρές μοριακές μορφές.
3. Στα ηπατικά κύτταρα, αυτή η λειτουργία μπορεί ή μπορεί να εξουδετερώσει τις τοξίνες που προκαλούνται από το αλκοόλ και άλλες επιβλαβείς χημικές ενώσεις.

---

Ο ρόλος των υπεροξυσωμάτων στα φυτικά κύτταρα

Εμπειρογνώμονας φυτών από την Αμερική, κατάφερε να διαπιστώσει ότι υπάρχουν 2 κύρια ένζυμα που έχουν σημαντικό ρόλο στα υπεροξυσώματα των φυτών, δηλαδή την οξειδάση οξέος και την καταλάση. Η λειτουργία είναι να βοηθήσει τα φυτά σε μια διαδικασία φωτοαναπνοής, μαζί με άλλα κυτταρικά οργανίδια όπως, χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια, τα οποία σχηματίζουν ένα δίκτυο κυττάρων 3 σε 1. Αυτός, φυσικά, είναι ο λόγος για τον οποίο συχνά παρατηρείται ότι τα τρία οργανικά κύτταρα είναι πάντα κοντά μεταξύ τους.

Η φωτοαναπνοή ορίζεται ως αναπνοή που συμβαίνει όταν φωτίζεται. Σύμφωνα με τον εμπειρογνώμονα του φυτού, δηλώνει ότι η διαδικασία της φωτοαναπνοής στα φυτά θα πραγματοποιηθεί ταυτόχρονα με την κανονική αναπνοή.

Η διαφορά είναι η απόκριση στο οξυγόνο στην εξωτερική ατμόσφαιρα, στην οποία η κανονική αναπνοή είναι κορεσμένη οξυγόνο έως και 2%, ενώ για τη φωτοαναπνοή θα συνεχίσει να αυξάνεται μέχρι να παραχθεί το οξυγόνο έφτασε το 21%.

Εάν στη φωτοσύνθεση των φυτών το RuBP συνδυαστεί με διοξείδιο του άνθρακα, θα παράγει 2 μόρια φωσφογλυκερικού οξέος. Ωστόσο, όταν το RuBP συνδυάζεται με οξυγόνο, τότε θα παράγει ένα μόριο φωσφογλυκερικού. Επιπλέον, αυτό το φωσφογλυκερικό οξύ υφίσταται αντίδραση αποφωσφορυλίωσης από το ένζυμο φωσφατάσης που σχηματίζει γλυκολικό οξύ.

---

Ο σχηματισμός εμφανίζεται σε έναν χλωροπλάστη, ο οποίος στη συνέχεια ο γλυκολικός εστέρας θα μετακινηθεί προς το Τα υπεροξυσώματα στη συνέχεια οξειδώνονται με γλυκολική οξειδάση για να παράγουν γλυοξυλικό και υδρογόνο υπεροξείδιο. Επιπλέον, το υπεροξείδιο του υδρογόνου θα διασπάται σε οξυγόνο και νερό με καταλάση. Στη συνέχεια, μέρος του γλυοξυλικού οξέος θα παράγει οξύ γλυκίνης.

Μετά από αυτό, τα 2 οξέα γλυκίνης θα συνδυαστούν στα μιτοχόνδρια για να σχηματίσουν σερίνη και διοξείδιο του άνθρακα. Οι αντιδράσεις που προκαλούνται από αυτά τα ένζυμα είναι η κύρια πηγή φωτοαναπνοής διοξειδίου του άνθρακα. Μετά από αυτό, η σερίνη θα επιστρέψει στο υπεροξυσώματο διέρχεται από κάθε είδους αντιδράσεις για να σχηματίσει γλυκερικό. Το γλυκερικό στον χλωροπλάστη θα υποβοηθείται από το ένζυμο γλυκερική κινάση και 1 μόριο ΑΤΡ, για να σχηματίσει 1 μόριο φωσφογλυκερικού οξέος και 1 μόριο ADP.

---

Χαρακτηριστικά των υπεροξυσωμάτων

Στα χαρακτηριστικά ή τα χαρακτηριστικά του, τα υπεροξώματα χρησιμοποιούν οξυγόνο και υπεροξείδιο του υδρογόνου για τη διεξαγωγή οξειδωτικών αντιδράσεων. Τα ένζυμα στα υπεροξώματα στη συνέχεια θα χρησιμοποιούν μοριακό οξυγόνο για την απελευθέρωση ατόμων υδρογόνου από ορισμένα οργανικά υποστρώματα.

Επιπλέον, το υπεροξείδιο του υδρογόνου θα χρησιμοποιηθεί από την καταλάση για να οξειδώσει άλλα υποστρώματα, όπως αλκοόλη, φαινόλη, μυρμηκικό οξύ και φορμαλδεΰδη. Αυτή η αντίδραση σίγουρα παίζει ρόλο ως αποτοξίνωση τοξικών μορίων στο αίμα.

Παρακάτω είναι η πλήρης αντίδραση σύμφωνα με τον Giese, 1974.

RH2 + O2 → R + H2O2
H2O2 + H2O2 → O2 + 2 H2O (δηλ. Καταλυτική μορφή)
καταλάση
RH2 + H2O2 → R + 2 H2O (δηλαδή υπεροξειδική μορφή)
καταλάση

---

Αντιδράσεις στα υπεροξυσώματα

Το υπεροξείδιο χρησιμοποιεί οξυγόνο (O2) και υπεροξείδιο υδρογόνου (H2O2) για τη διεξαγωγή οξειδωτικών αντιδράσεων. Στη συνέχεια, τα ένζυμα που βρίσκονται στα υπεροξώματα μπορούν ή μπορούν να χρησιμοποιούν ένα μόριο οξυγόνου έτσι ώστε να μπορούν απελευθερώνοντας άτομα υδρογόνου που λαμβάνονται από ορισμένα οργανικά υποστρώματα (R) σε μια οξειδωτική αντίδραση που παράγει υπεροξείδιο υδρογόνου (Η2Ο2).

Στο ένζυμο καταλάσης χρησιμοποιώντας Η2Ο2 μπορεί ή μπορεί να οξειδώσει άλλα υποστρώματα (για παράδειγμα, όπως μυρμηκικό οξύ, φορμαλδεΰδη, φαινόλη και αλκοόλη).

Σε αυτήν την αντίδραση οξείδωσης, παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην αποτοξίνωση όλων των ειδών τοξικών μορίων στο αίμα. Αν λοιπόν υπάρχει συσσώρευση H2O2 τότε μετά θα μετατραπεί με καταλάση σε O2.

Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες αυτής της οξειδωτικής αντίδρασης είναι η διάσπαση των μορίων λιπαρών οξέων σε μια διαδικασία που ονομάζεται βήτα-οξείδωση.

---

Σχηματισμός υπεροξεισώματος

Υπάρχουν δύο θεωρίες που εξηγούν πώς σχηματίζονται και παράγονται υπεροξυσώματα από τα κύτταρα. Η πρώτη θεωρία, που ονομάζεται κλασικό μοντέλο, δηλώνει ότι αυτές οι πρωτεΐνες υπεροξεισώματος συντίθενται με τη βοήθεια ριβοσωμάτων που συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο, μετά την οποία η πρωτεΐνη Τα υπεροξώματα εισέρχονται στις δεξαμενές του ενδοπλασματικού δικτύου και σχηματίζουν έναν σάκο (ουρά) που στη συνέχεια συρρικνώνεται και τελικά διαχωρίζεται για να σχηματιστεί δωρεάν υπεροξυσώματα.

Αυτή η δεύτερη θεωρία αναφέρει ότι αυτές οι υπεροξυσωματικές πρωτεΐνες συντίθενται με τη βοήθεια ελεύθερων ριβοσωμάτων, τότε η υπεροξυσωματική πρωτεΐνη στη συνέχεια απελευθερώνεται στο κυτταρόπλασμα και επίσης αναπτύσσεται και γίνεται υπεροξυσώματα.

Αυτά τα υπεροξυσώματα μπορεί ή όχι να προέρχονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο καθώς και να αναπαραχθούν με σχάση. Αυτά τα υπεροξυσώματα έχουν επίσης ή έχουν διαφορετικές συνθέσεις αυτών των ενζύμων σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Αυτή η μήτρα υπεροξεισώματος μετά μεταφράζεται στο κυτόπλασμα πριν απελευθερωθεί. Υπάρχουν τουλάχιστον 32 πρωτεΐνες υπεροξεισώματος που ονομάζονται υπεροξίνες, οι οποίες έχουν ρόλο στη διαδικασία συναρμολόγησης του υπεροξεισώματος. Η υπεροξίνη PEX5, η πρωτεΐνη υποδοχέα και τα υπεροξείσματα μεταφοράς υπεροξίνης PEX7 (δηλαδή που περιέχουν είτε την αλληλουχία αμινοξέων PTS1 είτε την PTS2) και επιστρέφουν στο κυτοσόλιο. Αυτός ο μηχανισμός ονομάζεται μηχανισμός μεταφοράς. Τώρα, υπάρχουν ή έχουν αποδειχθεί ότι απαιτείται υδρόλυση αυτού του ΑΤΡ για την ανακύκλωση των υποδοχέων στο κυτοσόλιο.

---

Ποικιλομορφία υπεροξεισώματος

Αυτά τα υπεροξυσώματα έχουν ή έχουν διαφορετικές συνθέσεις ενζύμων σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Αυτά τα υπεροξώματα μπορούν να προσαρμοστούν σε μεταβαλλόμενες συνθήκες ή καταστάσεις. Για παράδειγμα, τα κύτταρα ζύμης που αναπτύσσονται σε σάκχαρα έχουν ή έχουν μικρά υπεροξυσώματα, Εν τω μεταξύ, τα κύτταρα ζύμης που αναπτύσσονται σε μεθανόλη έχουν ή έχουν μεγάλα υπεροξυσώματα για οξείδωση μεθανόλη. Όταν τα κύτταρα ζύμης αναπτύσσονται σε λιπαρά οξέα, τα υπεροξυσώματα διευρύνονται για να διασπάσουν τα λιπαρά οξέα σε ακετυλο-ΟοΑ μέσω βήτα-οξείδωσης.

---

Υπεροξυσώματα ζώων και φυτικών κυττάρων

Στα φυτά υπάρχουν 2 είδη υπεροξισωμάτων, ενώ στα ζώα υπάρχει μόνο 1 είδος υπεροξεισώματος. Μία από τις πιο σημαντικές βιοσυνθετικές λειτουργίες των ζωικών υπεροξυσωμάτων είναι να καταλύει την πρώτη αντίδραση σχηματισμού πλασμωγόνου. Το πλασμιογόνο είναι ο πιο άφθονος τύπος φωσφολιπιδίου στη μυελίνη. Η έλλειψη πλασμιογόνου προκαλεί στη συνέχεια τη μυελίνη στα νευρικά κύτταρα να γίνει ανώμαλη, γι 'αυτό η βλάβη του υπεροξεισώματος οδηγεί σε νευρική βλάβη.

Τα υπεροξυσώματα είναι επίσης πολύ σημαντικά στα φυτά. Υπάρχουν 2 τύποι ή τύποι υπεροξεισωμάτων που έχουν μελετηθεί εκτενώς. Ο τύπος 1 βρίσκεται στα φύλλα, των οποίων η λειτουργία είναι να καταλύει το υποπροϊόν της αντίδρασης δέσμευσης CO2 των υδατανθράκων, γνωστή ως φωτοαναπνοή. Αυτή η αντίδραση ονομάζεται φωτοαναπνοή επειδή καταναλώνει O2 και στη συνέχεια απελευθερώνει CO2. Ένας άλλος τύπος υπεροξεισώματος, βρίσκεται στους βλαστικούς σπόρους. Αυτά τα δεύτερα υπεροξυσώματα, γνωστά ως γλυοξυσώματα, έχουν σημαντική λειτουργία στην κατανομή του λιπαρά οξέα, τα οποία αποθηκεύονται στο λίπος των σπόρων, στη συνέχεια γίνονται σάκχαρα που απαιτούνται για την ανάπτυξη νεαρά φυτά.

Η διαδικασία μετατροπής του λίπους σε ζάχαρη πραγματοποιείται από μια σειρά αντιδράσεων που ονομάζονται κύκλος γλυοξυλικού.
Στον κύκλο γλυοξυλικού, τα 2 μόρια του ακετυλο-ΟοΑ παράγονται από τη διάσπαση των λιπαρών οξέων και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικού οξέος. Επιπλέον, αυτό το ηλεκτρικό οξύ αφήνει το υπεροξείδιο και στη συνέχεια θα μετατραπεί σε γλυκόζη. Ο κύκλος γλυοξυλικού δεν εμφανίζεται στα ζωικά κύτταρα. Αυτό αναγκάζει τα ζωικά κύτταρα να μην μπορούν να μετατρέψουν τα λιπαρά οξέα σε υδατάνθρακες.

---

Αντίδραση φωτοαναπνοής στα φυτικά κύτταρα

Κατά τη φωτοσύνθεση, το CO2 μετατρέπεται σε γλυκόζη μέσω του κύκλου Calvin, ο πρώτος του οποίου ξεκινά με την προσθήκη του CO2 στο σάκχαρο 5-άνθρακα, ριβουλόζη-1,5-διφωσφορικό. Ωστόσο, τα ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτές τις αντιδράσεις καταλύουν μερικές φορές την προσθήκη του O2 σε ριβουλόζη-1,5-διφωσφορική, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ενώσεων με 2 άνθρακες, φωσφογλυκολικό.

Αυτό το φωσφογλυκολικό στη συνέχεια μετατρέπεται σε γλυκολικό, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται σε υπεροξυσώματα, όπου οξειδώνεται και μετατρέπεται σε γλυκίνη. Μετά από αυτό, η γλυκίνη μεταφέρεται στα μιτοχόνδρια και μετατρέπεται σε σερίνη. Η σερίνη επιστρέφεται στη συνέχεια στα υπεροξυσώματα και μετατρέπεται σε γλυκερικό, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται πίσω στον χλωροπλάστη.

Έτσι, η εξήγηση του ορισμού των υπεροξεισωμάτων, της ποικιλομορφίας, του σχηματισμού, των αντιδράσεων και των λειτουργιών, ελπίζουμε ότι αυτό που περιγράφεται μπορεί να είναι χρήσιμο για εσάς. σας ευχαριστώ