Os radicais livres são produzidos como uma parte normal do metabolismo celular. Esses compostos incluem peróxidos – compostos oxidantes que podem danificar o DNA, lipídios e proteínas. Esse estresse oxidativo pode contribuir para doenças como aterosclerose e para o processo de envelhecimento. A glutationa peroxidase (GPx) é um tipo de enzima que serve como antioxidante celular. Reduz o grupo peróxido a um grupo álcool relativamente não reativo, usando a glutationa como agente redutor e, assim, protege a célula contra danos oxidativos.
Quando um composto é oxidado, ele desiste de um elétron. Com compostos contendo oxigênio, isso resulta em um composto instável que leva um elétron de uma substância próxima para se estabilizar, causando potencialmente grandes danos aos componentes celulares. Peróxidos são compostos constituídos por duas moléculas de oxigênio conectadas por uma ligação simples que são altamente oxidantes. Essas substâncias podem ser reduzidas e menos prejudiciais por enzimas conhecidas como peroxidases. Essa atividade é um importante mecanismo de desintoxicação antioxidante para praticamente todos os organismos que vivem em uma atmosfera de oxigênio, incluindo microorganismos.
As peroxidases do tipo conhecido como peroxidase de rábano silvestre têm um grupo heme contendo ferro em seu local ativo. Em vez disso, a glutationa peroxidase possui o selênio metálico em seu local ativo. Esta é uma das razões pelas quais o selênio é necessário na dieta humana. Esse tipo de peroxidase usa o composto glutationa que contém enxofre para reduzir os peróxidos e desintoxicá-los.
A glutationa peroxidase compreende uma família de enzimas. Assim, existem várias proteínas estreitamente relacionadas produzidas por diferentes genes humanos. As várias enzimas parecem ter funções separadas. São produzidos em tecidos díspares e variam nos tipos de reações mediadas pelas enzimas.
Oito tipos diferentes foram identificados em humanos a partir de 2010, todos codificados por genes separados. O formulário principal parece ser GPx1. É a mais comum dessas enzimas e é encontrada no citosol da maioria dos tecidos de mamíferos. Esta forma de glutationa peroxidase é mais eficaz na redução do peróxido de hidrogênio para produzir água como produto final.
O peróxido de hidrogênio é um composto freqüentemente encontrado nas células que se degrada facilmente aos radicais livres. É produzido como resultado da atividade do sistema imunológico dos animais. Este composto é tóxico, no entanto, e é necessária a presença generalizada de uma enzima para desintoxicá-lo. Felizmente, o GPx1 geralmente está presente para desempenhar esse papel, reduzindo o peróxido de hidrogênio à água. Alguns grupos étnicos têm uma versão alterada dessa enzima que melhora sua resistência à malária.
Outro tipo de glutationa peroxidase que é uma importante enzima antioxidante é a GPx4. Os lipídios podem ser oxidados para formar hidroperóxidos, uma forma particularmente prejudicial de peróxido. Esses lipídios reativos podem danificar os lipídios ao seu redor, levando a possíveis condições, como inflamação e doenças cardíacas. Também conhecido como hidroperóxido de fosfolipídeo, o GPx4 reduz esses lipídios danificados de peróxidos para álcoois. Esta forma de glutationa peroxidase também está amplamente presente nas células, mas é expressa em um nível inferior ao GPx1.