I radicali liberi sono prodotti come parte normale del metabolismo cellulare. Tali composti includono perossidi – composti ossidanti che possono danneggiare il DNA, i lipidi e le proteine. Questo stress ossidativo può contribuire a malattie come l’aterosclerosi e al processo di invecchiamento. La glutatione perossidasi (GPx) è un tipo di enzima che funge da antiossidante cellulare. Riduce il gruppo del perossido a un gruppo alcolico relativamente non reattivo, usando il glutatione come agente riducente e quindi protegge la cellula dal danno ossidativo.
Quando un composto viene ossidato, si arrende un elettrone. Con i composti contenenti ossigeno, questo si traduce in un composto instabile che prenderà un elettrone da una sostanza vicina per stabilizzarsi, causando potenzialmente un grande danno ai componenti cellulari. I perossidi sono composti costituiti da due molecole di ossigeno collegate da un singolo legame altamente ossidante. Queste sostanze possono essere ridotte e rese meno dannose dagli enzimi noti come perossidasi. Questa attività è un importante meccanismo di disintossicazione antiossidante per praticamente tutti gli organismi che vivono in un’atmosfera di ossigeno, compresi i microrganismi.
Le perossidasi del tipo noto come perossidasi di rafano hanno un gruppo eme contenente ferro nel loro sito attivo. Invece, la glutatione perossidasi ha il selenio metallico nel suo sito attivo. Questo è uno dei motivi per cui il selenio è necessario nella dieta umana. Questo tipo di perossidasi utilizza il glutatione composto contenente zolfo per ridurre i perossidi e disintossicarli.
La glutatione perossidasi comprende una famiglia di enzimi. Quindi, ci sono un certo numero di proteine ??strettamente correlate prodotte da diversi geni umani. I vari enzimi sembrano avere funzioni separate. Sono prodotti in diversi tessuti e variano nei tipi di reazioni mediate dagli enzimi.
Otto tipi diversi sono stati identificati nell’uomo a partire dal 2010, tutti codificati da geni separati. Il modulo principale sembra essere GPx1. È il più comune di questi enzimi e si trova nel citosol della maggior parte dei tessuti dei mammiferi. Questa forma di glutatione perossidasi è più efficace nel ridurre il perossido di idrogeno per produrre acqua come prodotto finale.
Il perossido di idrogeno è un composto che si trova frequentemente nelle cellule che si degrada facilmente verso i radicali liberi. È prodotto a seguito dell’attività del sistema immunitario degli animali. Questo composto è tossico, tuttavia, e c’è bisogno della presenza diffusa di un enzima per disintossicarlo. Fortunatamente, GPx1 è comunemente presente per ricoprire tale ruolo riducendo il perossido di idrogeno in acqua. Alcuni gruppi etnici hanno una versione alterata di questo enzima che migliora la loro resistenza alla malaria.
Un altro tipo di glutatione perossidasi che è un importante enzima antiossidante è GPx4. I lipidi possono essere ossidati per formare idroperossidi, una forma di perossido particolarmente dannosa. Questi lipidi reattivi possono danneggiare i lipidi che li circondano, portando a potenziali condizioni come infiammazione e malattie cardiache. Conosciuto anche come idrperossido di fosfolipide, GPx4 riduce questi lipidi danneggiati dai perossidi agli alcoli. Questa forma di glutatione perossidasi è anche ampiamente presente nelle cellule, ma è espressa a un livello inferiore rispetto a GPx1.