Los radicales libres se producen como parte normal del metabolismo celular. Dichos compuestos incluyen peróxidos, compuestos oxidantes que pueden dañar el ADN, los lípidos y las proteínas. Este estrés oxidativo puede contribuir a enfermedades como la aterosclerosis y al proceso de envejecimiento. La glutatión peroxidasa (GPx) es un tipo de enzima que sirve como antioxidante celular. Reduce el grupo de peróxido a un grupo de alcohol relativamente no reactivo, usando glutatión como agente reductor, y por lo tanto protege a la célula del daño oxidativo.
Cuando un compuesto se oxida, deja un electrón. Con los compuestos que contienen oxígeno, esto da como resultado un compuesto inestable que tomará un electrón de una sustancia cercana para estabilizarse, lo que podría causar un gran daño a los componentes celulares. Los peróxidos son compuestos formados por dos moléculas de oxígeno conectadas por un solo enlace que son altamente oxidantes. Estas sustancias pueden reducirse y hacerse menos dañinas mediante enzimas conocidas como peroxidasas. Esta actividad es un importante mecanismo de desintoxicación antioxidante para prácticamente todos los organismos que viven en una atmósfera de oxígeno, incluidos los microorganismos.
Las peroxidasas del tipo conocido como peroxidasa de rábano picante tienen un grupo hemo que contiene hierro en su sitio activo. En cambio, la glutatión peroxidasa tiene el selenio metálico en su sitio activo. Esta es una de las razones por las que se necesita selenio en la dieta humana. Este tipo de peroxidasa utiliza el glutatión compuesto que contiene azufre para reducir los peróxidos y desintoxicarlos.
La glutatión peroxidasa comprende una familia de enzimas. Por lo tanto, hay una serie de proteínas estrechamente relacionadas producidas por diferentes genes humanos. Las diversas enzimas parecen tener funciones separadas. Se producen en tejidos dispares y varían en los tipos de reacciones mediadas por las enzimas.
Se han identificado ocho tipos diferentes en humanos a partir de 2010, todos codificados por genes separados. La forma principal parece ser GPx1. Es la más común de estas enzimas y se encuentra en el citosol de la mayoría de los tejidos de mamíferos. Esta forma de glutatión peroxidasa es más efectiva para reducir el peróxido de hidrógeno para producir agua como producto final.
El peróxido de hidrógeno es un compuesto que se encuentra con frecuencia en las células y se degrada fácilmente en radicales libres. Se produce como resultado de la actividad del sistema inmune de los animales. Sin embargo, este compuesto es tóxico y existe la necesidad de la presencia generalizada de una enzima para desintoxicarlo. Afortunadamente, GPx1 está comúnmente presente para cumplir ese papel al reducir el peróxido de hidrógeno en agua. Algunos grupos étnicos tienen una versión alterada de esta enzima que mejora su resistencia a la malaria.
Otro tipo de glutatión peroxidasa que es una enzima antioxidante importante es GPx4. Los lípidos pueden oxidarse para formar hidroperóxidos, una forma de peróxido particularmente dañina. Estos lípidos reactivos pueden dañar los lípidos que los rodean, lo que lleva a condiciones potenciales como inflamación y enfermedades cardíacas. También conocido como hidroperóxido de fosfolípido, GPx4 reduce estos lípidos dañados de peróxidos a alcoholes. Esta forma de glutatión peroxidasa también está ampliamente presente en las células, pero se expresa en un nivel más bajo que GPx1.