Peroxisombiologi

Peroxisom, membranbunden organell som förekommer i cytoplasma av eukaryota celler. Peroxisomer spelar en nyckelroll i oxidationen av specifika biomolekyler. De bidrar också till biosyntesen av membranlipider som kallas plasmalogener. I växtceller utför peroxisomer ytterligare funktioner, inklusive återvinning av kol från fosfoglykolat under fotorespiration. Specialiserade typer av peroxisomer har identifierats i växter, bland dem glyoxysomen, som fungerar i omvandlingen av fettsyror till kolhydrater.

metabolisk sjukdom: Peroxisomala störningar

Peroxisomer är cytoplasmiska organeller som spelar en central roll i katabolismen hos mycket långkedjiga fettsyror och andra

Peroxisomer innehåller enzymer som oxiderar vissa molekyler som normalt finns i cellen, särskilt fettsyror och aminosyror. Dessa oxidationsreaktioner producerar väteperoxid, som är basen för namnet peroxisom. Väteperoxid är emellertid potentiellt giftig för cellen eftersom den har förmågan att reagera med många andra molekyler. Därför innehåller peroxisomer också enzymer såsom katalas som omvandlar väteperoxid till vatten och syre och därmed neutraliserar toxiciteten. På så sätt ger peroxisomer en säker plats för oxidativ metabolism av vissa molekyler.

Plasmalogener är de primära eterlipiderna hos människor (eterlipider innehåller en eller flera eterbindningar, vilket skiljer dem från andra lipider, som typiskt innehåller esterbindningar). Specialiserade enzymer i peroxisomer katalyserar syntesen av en eter-fosfolipidprekursor. Prekursormolekylen genomgår ytterligare syntes i endoplasmatisk retikulum, vilket resulterar i produktion av plasmalogen. Även om den fysiologiska rollen för plasmalogener är oklar, är fel i deras biosyntes, som uppstår till följd av peroxisomala störningar, förknippade med svåra utvecklingsförhållanden, inklusive rhizomelisk chondrodysplasia punctata (RCDP) och Zellweger syndrom. I hjärnan har minskade nivåer av plasmalogener observerats hos patienter med Alzheimers sjukdom och kopplade till brist på kognitiv funktion.

Peroxisomala störningar orsakas av mutationer i gener som är involverade i peroxisombiogenes eller som kodar enzymerna och transporterproteinerna (som tar upp enzymerna från cytoplasma) i peroxisomen. Peroxisomala störningar är medfödda störningar och de sträcker sig från relativt måttliga till allvarliga till sin natur. Zellwegerspektrum inkluderar till exempel Zellwegers syndrom, neonatal adrenoleukodystrofi (NALD) och infantil Refsumsjukdom. Zellwegers syndrom kännetecknas av fullständig frånvaro eller minskning av antalet peroxisomer. Det är det svåraste tillståndet inom Zellweger-syndromet. Mutationer som ger upphov till Zellwegers syndrom orsakar koppar, järn och ämnen som kallas mycket långkedjiga fettsyror att samlas i blodet och i vävnader, såsom levern, hjärnan och njurarna. Spädbarn med Zellwegers syndrom föds ofta med ansiktsdeformitet och intellektuell funktionsnedsättning; vissa kan ha nedsatt syn och hörsel och kan ha svår gastrointestinal blödning eller leversvikt. Prognos är dålig: de flesta spädbarn med Zellwegers syndrom lever inte längre än ett år. Symtom på NALD och infantil Refsumsjukdom uppträder däremot i sen spädbarn eller i barndomen, och patienter kan överleva till tidig vuxen ålder. På samma sätt kan patienter med RCDP överleva till barndomen eller, i milda fall, till tidig vuxen ålder.

Peroxisomer beskrivs 1960 som en del av det banbrytande arbetet av Christian René de Duve, som utvecklade cellfraktioneringstekniker. De Duves metod separerade organeller utifrån deras sedimentations- och densitetsegenskaper, och peroxisomer är tätare än andra organeller. Senare mynnade han termen peroxisom. De Duve delade 1974 Nobelpriset för fysiologi eller medicin med Albert Claude och George Palade för det arbetet.