Peroksisom adalah sejenis organel yang dikenal sebagai mikroba, yang ditemukan di hampir semua sel eukariotik. Mereka terlibat dalam katabolisme asam lemak rantai sangat panjang, asam lemak rantai bercabang, asam D-amino, dan poliamina, pengurangan spesies oksigen reaktif – khususnya hidrogen peroksida – dan biosintesis plasmalogens, yaitu eter fosfolipid yang penting untuk fungsi normal otak mamalia dan paru-paru. Mereka juga mengandung sekitar 10% dari total aktivitas dua enzim dalam jalur pentosa fosfat, yang penting untuk metabolisme energi.
Sangat diperdebatkan apakah peroksisom terlibat dalam sintesis isoprenoid dan kolesterol pada hewan. Fungsi peroksisomal lain yang diketahui termasuk siklus glioksilat dalam biji berkecambah (“glyoxysomes”), fotorespirasi pada daun, glikolisis pada trypanosomes (“glycosomes”), dan oksidasi metanol dan / atau amina dan asimilasi pada beberapa ragi.
Fungsi Peroksisom
Peroksisom mendapatkan namanya dari penggunaan oksigen molekuler untuk proses metabolisme. Organel-organel ini sebagian besar terkait dengan metabolisme lipid dan pengolahan spesies oksigen reaktif. Dalam metabolisme lipid, peroxisomes kebanyakan berurusan dengan β-oksidasi asam lemak, mobilisasi penyimpanan lipid dalam biji, biosintesis kolesterol dan sintesis hormon steroid.
β-oksidasi
Alasan utama untuk kepadatan energi yang tinggi dari lemak adalah proporsi atom oksigen yang rendah dalam setiap molekul asam lemak. Misalnya, asam palmitat, asam lemak yang mengandung 16 atom karbon dan memiliki massa molekul lebih dari 250 gram / mol, hanya memiliki dua atom oksigen. Meskipun hal ini membuat molekul penyimpanan lipid menjadi baik, mereka tidak dapat langsung dibakar sebagai bahan bakar atau cepat dikatabolisme di sitoplasma melalui glikolisis. Mereka perlu diproses sebelum mereka dapat dialihkan ke mitokondria untuk oksidasi lengkap melalui siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif.
Ketika molekul-molekul ini perlu dioksidasi untuk melepaskan ATP, mereka harus terlebih dahulu dipecah menjadi molekul yang lebih kecil sebelum mereka dapat diproses di mitokondria. Dalam peroksisom, asam lemak rantai panjang secara progresif dipecah untuk menghasilkan acetyl coenzyme A (acetyl coA) dalam proses yang disebut β-oksidasi. Asetil coA kemudian bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat. Sementara sebagian besar karbohidrat memasuki siklus asam sitrat sebagai molekul tiga-karbon yang disebut piruvat yang kemudian dekarboksilasi untuk membentuk asetil coA, peroksisom β-oksidasi memungkinkan asam lemak untuk mengakses siklus asam sitrat secara langsung.
Salah satu produk sampingan utama β-oksidasi adalah hidrogen peroksida yang dapat berbahaya bagi sel. Molekul ini juga secara hati-hati didetoksifikasi oleh enzim katalase dalam peroksisom.
Peroksisom pada Tanaman
Pada tumbuhan, peroksisom memainkan peran penting dalam perkecambahan dan fotosintesis biji. Selama perkecambahan biji, toko lemak dimobilisasi untuk reaksi anabolik yang mengarah pada pembentukan karbohidrat. Ini disebut siklus glioksalat dan dimulai dengan β-oksidasi dan pembentukan asetil coA juga.
Dalam daun, peroxisomes mencegah hilangnya energi selama fiksasi karbon fotosintesis melalui daur ulang produk fotorespirasi. Enzim penting yang disebut Ribulose-1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase (RuBisCO) diperlukan untuk fotosintesis, mengkatalisis karboksilasi ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP). Ini adalah reaksi sentral untuk fiksasi karbon dioksida untuk membentuk molekul organik. Namun, RuBisCO, seperti namanya, juga dapat mengoksidasi RuBP, menggunakan oksigen molekuler, melepaskan karbon dioksida – pada dasarnya, membalikkan hasil bersih fotosintesis. Hal ini terutama terjadi ketika tanaman terkena lingkungan panas, kering dan stomata dekat untuk mencegah transpirasi.
Ketika RuBisCO mengoksidasi RuBP, ia menghasilkan molekul 2-karbon yang disebut phosphoglycolate. Ini ditangkap oleh peroksisom di mana ia teroksidasi menjadi glisin. Setelah itu, shuttled antara mitochondria dan peroxisomes, menjalani serangkaian transformasi sebelum diubah menjadi molekul gliserat yang dapat diimpor ke kloroplas untuk berpartisipasi dalam siklus Calvin untuk fotosintesis.
Biosintesis Lipid dan Detoksifikasi
Dalam sel-sel hewan, peroksisom adalah situs untuk sejumlah jumlah biogenesis lipid, terutama fosfolipid khusus yang disebut plasmalogens yang membentuk selubung mielin dalam serabut saraf. Peroksisom juga diperlukan untuk sintesis garam empedu. Sekitar 25% dari alkohol yang kita konsumsi dioksidasi menjadi asetaldehid di organel-organel ini. Peran mereka dalam mendetoksifikasi dan mengoksidasi sejumlah molekul, produk sampingan dan obat-obatan metabolik menjadikannya bagian yang menonjol dari sel-sel ginjal dan hati.
Gangguan Berkaitan dengan fungsi Peroxisome
Gangguan yang timbul dari kekurangan fungsi peroksisom dapat timbul dari defek pada biogenesis peroksisom, enzim peroksisom bermutasi, atau transporter non-fungsional yang mengenali PTS1 dan PTS2 dalam protein sitoplasma. Yang paling parah adalah kelainan genetik langka yang mengakibatkan gangguan perkembangan otak dan migrasi saraf, bersama dengan defisiensi myelin. Organ lain yang terkena termasuk sistem skeletal, hati, ginjal, mata, jantung dan paru-paru.
Gangguan ini biasanya disebabkan oleh mutasi pada gen PEX, yang diperlukan untuk biogenesis organel – dari pembentukan membran subselular, hingga pengenalan protein sitoplasma dan pengimporannya ke dalam matriks organel. Misalnya, PEX16 terlibat dalam sintesis membran peroxisomal, sementara PEX2 membentuk saluran translokasi untuk impor protein matriks. PEX5, di sisi lain adalah reseptor untuk mengenali urutan sinyal PTS1.
Cacat pada protein ini dapat menyebabkan penumpukan asam lemak rantai panjang dalam plasma darah atau urin serta keberadaan yang tidak tepat dari fosfolipid seperti plasmalogens dalam sel darah merah.
Pengertian Peroksisom
Peroksisom (bahasa Inggris: peroxysome) adalah organel yang terbungkus oleh membran tunggal dari lipid dwilapis yang mengandung protein pencerap (reseptor). Peroksisom tidak memiliki genom dan mengandung sekitar 50 enzim, seperti katalase dan ureat oksidase yang mengkristal di pusatnya. Peroksisom ditemukan pada semua sel eukariota.
Struktur Peroksisom
Peroksisom diapit dalam membran tunggal dan 0,5 mikrometer dengan diameter. Dalam beberapa jaringan mamalia, peroksisom membentuk jaringan yang luas. Seringkali dibandingkan dengan lisosom, peroksisom berbeda karena mereka mengandung enzim antioksidan. Peroxisomes mengandung lebih dari 50 enzim dan mereplikasi diri dengan memperbesar dan kemudian membagi. Mereka mengandung H2O2 yang menghasilkan enzim seperti oksidase dan katalase serta enzim oksidatif seperti peroksidase, Katalase, asam glikolat oksidase dan beberapa enzim lainnya. Protein secara selektif diimpor ke peroksidase. Peroksisom tidak mengandung DNA atau ribosom dan tidak memiliki sarana menghasilkan protein. Sebagai gantinya, semua protein ini diimpor melintasi membran.