Peroxisome biologie

Peroxisoom, membraangebonden organel dat voorkomt in het cytoplasma van eukaryote cellen. Peroxisomen spelen een sleutelrol bij de oxidatie van specifieke biomoleculen. Ze dragen ook bij aan de biosynthese van membraanlipiden die bekend staan ​​als plasmalogens. In plantencellen vervullen peroxisomen extra functies, waaronder de recycling van koolstof uit fosfoglycolaat tijdens fotorespiratie. In planten zijn gespecialiseerde soorten peroxisomen geïdentificeerd, waaronder het glyoxysoom, dat functioneert bij de omzetting van vetzuren in koolhydraten.

stofwisselingsziekte: peroxisomale aandoeningen

Peroxisomen zijn cytoplasmatische organellen die een centrale rol spelen in het katabolisme van zeer lange vetzuren en andere

Peroxisomen bevatten enzymen die bepaalde moleculen oxideren die normaal in de cel voorkomen, met name vetzuren en aminozuren. Die oxidatiereacties produceren waterstofperoxide, wat de basis is van de naam peroxisoom. Waterstofperoxide is echter potentieel giftig voor de cel, omdat het kan reageren met veel andere moleculen. Daarom bevatten peroxisomen ook enzymen zoals catalase die waterstofperoxide omzetten in water en zuurstof, waardoor de toxiciteit wordt geneutraliseerd. Op die manier bieden peroxisomen een veilige locatie voor het oxidatieve metabolisme van bepaalde moleculen.

Plasmalogens zijn de primaire etherlipiden bij mensen (etherlipiden bevatten een of meer etherbindingen, waardoor ze worden onderscheiden van andere lipiden, die doorgaans esterbindingen bevatten). Gespecialiseerde enzymen in peroxisomen katalyseren de synthese van een etherfosfolipidevoorloper. Het precursormolecuul ondergaat verdere synthese in het endoplasmatisch reticulum, wat resulteert in de productie van plasmalogeen. Hoewel de fysiologische rol van plasmalogens onduidelijk is, gaan defecten in hun biosynthese, die optreden als gevolg van peroxisomale aandoeningen, gepaard met ernstige ontwikkelingsstoornissen, waaronder rhizomelic chondrodysplasia punctata (RCDP) en het Zellweger-syndroom. In de hersenen zijn verlaagde plasmalageniveaus waargenomen bij patiënten met de ziekte van Alzheimer en gekoppeld aan tekortkomingen in de cognitieve functie.

Peroxisomale aandoeningen worden veroorzaakt door mutaties in genen die betrokken zijn bij de peroxisoombiogenese of die coderen voor de enzymen en transporteiwitten (die de enzymen uit het cytoplasma opnemen) van het peroxisoom. Peroxisomale aandoeningen zijn aangeboren aandoeningen en variëren van relatief matig tot ernstig van aard. Het Zellweger-spectrum omvat bijvoorbeeld het Zellweger-syndroom, neonatale adrenoleukodystrofie (NALD) en infantiele Refsum-ziekte. Het Zellweger-syndroom wordt gekenmerkt door volledige afwezigheid of vermindering van het aantal peroxisomen. Het is de ernstigste aandoening binnen het Zellweger-syndroom. Mutaties die het Zellweger-syndroom veroorzaken, zorgen ervoor dat koper, ijzer en stoffen die vetzuren met een zeer lange keten worden genoemd, zich ophopen in het bloed en in weefsels, zoals de lever, hersenen en nieren. Zuigelingen met het Zellweger-syndroom worden vaak geboren met een misvorming van het gezicht en een verstandelijke beperking; sommige hebben mogelijk een verminderd gezichtsvermogen en gehoor en kunnen ernstige gastro-intestinale bloedingen of leverfalen ervaren. De prognose is slecht: de meeste zuigelingen met het Zellweger-syndroom worden niet ouder dan een jaar. Symptomen van NALD en de infantiele ziekte van Refsum komen daarentegen voor in de late kinderjaren of in de kindertijd, en patiënten kunnen overleven tot de vroege volwassenheid. Evenzo kunnen patiënten met RCDP overleven tot in de kindertijd of, in milde gevallen, de vroege volwassenheid.

Peroxisomen werden in 1960 beschreven als onderdeel van het baanbrekende werk van Christian René de Duve, die technieken voor celfractionering ontwikkelde. De methode van De Duve scheidde organellen op basis van hun sedimentatie- en dichtheidseigenschappen, en peroxisomen zijn dichter dan andere organellen. Later bedacht hij de term peroxisoom. De Duve deelde de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde 1974 met Albert Claude en George Palade voor dat werk.