Există mai multe sisteme de enzime care catalizează reacțiile pentru a neutraliza radicalii liberi și speciile reactive la oxigen.
Aceste enzime includ:
- superoxidaza dismutaza
- glutation peroxidaza
- glutation reductaza
- catalazele
Aceste enzime formează mecanismele de apărare endogene ale organismului pentru a ajuta la protejarea împotriva deteriorării celulelor induse de radicalii liberi. Enzimele antioxidante – glutation peroxidaza, catalaza și superoxid dismutaza (SOD) – metabolizează oxidanți toxici intermediari.
Aceste enzime necesită, de asemenea, cofactori cum ar fi seleniu, fier, cupru, zinc și mangan pentru o activitate catalitică optimă. S-a sugerat că un aport alimentar inadecvat al acestor minerale poate compromite eficacitatea acestor mecanisme antioxidante de apărare. Consumul și absorbția acestor minerale importante pot scădea odată cu îmbătrânirea.
Glutationul, un important antioxidant solubil în apă, este sintetizat din aminoacizii glicină, glutamat și cisteină. Glutationul poate neutraliza direct ROS, cum ar fi peroxizii de lipide, și joacă, de asemenea, un rol major în metabolismul xenobiotic.
Xenobioticele sunt toxine la care corpul este expus. Expunerea ficatului la substanțe xenobiotice înseamnă că organismul se pregătește pentru creșterea enzimelor de detoxifiere, adică oxidaza cu funcție mixtă de citocrom P-450.
Atunci când un individ este expus la niveluri ridicate de xenobiotice, se utilizează mai mult glutation pentru conjugare. Conjugarea cu Glutation face toxina neutră și o face mai puțin disponibilă pentru a servi ca antioxidant. Cercetările sugerează că glutationul și vitamina C lucrează interactiv pentru a neutraliza radicalii liberi.
Enzimele din sistemul glutation
Sistemul glutation include glutation, glutation reductază, glutation peroxidază și glutation S-transferază. Dintre aceste glucide, peroxidaza este o enzimă care conține patru cofactori de seleniu care catalizează descompunerea peroxidului de hidrogen și a hidroperoxidelor organice. Glutationul S -transferaza prezintă activitate înaltă cu peroxizii de lipide. Aceste enzime sunt la niveluri deosebit de ridicate în ficat.
Acidul lipoic
Acesta este un alt antioxidant endogen important. Este clasificat ca “tiol” sau “biotiol”. Acestea sunt molecule care conțin sulf și care catalizează decarboxilarea oxidativă a alfa-cetoacidelor, cum ar fi piruvatul și alfaketoglutaratul, în ciclul Krebs.
Acidul lipoic și forma redusă a acestuia, acidul dihidrolipoic (DHLA), neutralizează radicalii liberi atât în zonele lipidice cât și în cele apoase și, ca atare, a fost numit “antioxidant universal”.
Superoxid dismutaza
Superoxid dismutazele (SOD) sunt o clasă de enzime care catalizează descompunerea anionului superoxid în oxigen și peroxid de hidrogen. Aceste enzime sunt prezente în aproape toate celulele aerobe și în fluidele extracelulare.
SOD-urile conțin cofactori de ioni metalici care, în funcție de izoenzimă, pot fi cupru, zinc, mangan sau fier. De exemplu, la oameni, SOD de cupru/zinc este prezentă în citozol, în timp ce SOD de mangan este prezentă în mitocondrie. SOD mitocondrială este cea mai importantă din punct de vedere biologic dintre aceste trei.
În plante, izoenzimele SOD sunt prezente în citozol și mitocondrii. Există, de asemenea, un SOD de fier găsit în cloroplaste.
Catalazele
Catalazele sunt enzime care catalizează conversia peroxidului de hidrogen în apă și oxigen, utilizând fie un cofactor de fier sau de mangan. Acest lucru se găsește în peroxizomii din majoritatea celulelor eucariote. Singurul său substrat este peroxidul de hidrogen. Urmează un mecanism de ping-pong.
Aici, cofactorul său este oxidat de o moleculă de peroxid de hidrogen și apoi regenerat prin transferarea oxigenului legat la o a doua moleculă de substrat.
Peroxidazele
Există peroxidaze care catalizează reducerea peroxidului de hidrogen, a hidroperoxidelor organice, precum și a peroxidului. Acestea pot fi de trei tipuri de bază – peroxiredoxine tipice de 2-cisteină; a-peroxiredoxine 2-cisteinice atipice; și peroxiredoxine 1-cisteină. Peroxiredoxinele par a fi importante în metabolismul antioxidant.
