ペルオキシソームの特徴、位置、機能および構造



の ペルオキシソーム それらは、球形の細胞小器官であり、直径が約０．２〜１．０μｍで、膜に囲まれている。それらは動物および植物細胞に見られ、生体分子（アミノ酸および脂肪酸）または毒性物質（アルコール）の酸化過程に関連する代謝経路に必要な酵素を持っています。.

これらの過程に関与する酵素はオキシダーゼと呼ばれ、合成経路にも関与しています。ペルオキシソームは特別な酵素を持っています：カタラーゼ、彼らは過酸化水素を除去することができます（H2○2）、有害物質の分解による二次産品.

この潜在的に有害な物質は同じオルガネラで発生し排除されるので、細胞はこの化合物に決してさらされないことに注意してください。ペルオキシソームは、マウスの腎臓の形態を研究しながら、1954年にスウェーデンのJohannes Rhodinにより発見されました。当初はそれらはマイクロボディと呼ばれていました.

後に、1966年に、研究者たちのグループは、新しい細胞小器官の生化学的性質を記述し、そしてそれをペルオキシソームの名前に割り当てました。2○2.

索引

  • 1一般的な特徴と場所
    • 1.1ペルオキシソームの多様性
  • 2つの機能
    • 2.1脂肪酸の分解
    • 2.2有害物質の分解
    • 2.3生体分子の合成
  • 3植物中のペルオキシソーム
    • 3.1グリオキシソーム
    • 3.2光呼吸
  • 4つの構造
  • 5起源
  • 6参考文献

一般的な特徴と場所

ペルオキシソームは、単一の膜によって囲まれた球形の区画である。それぞれ２つまたは３つの膜の複雑な系に囲まれているミトコンドリアまたは葉緑体などの他の細胞区画とは対照的に、それらはそれらの構造に結合したそれら自身のゲノムまたはリボソームを有さない。.

ほとんどの動植物細胞はペルオキシソームを持っています。主な例外は赤血球または赤血球です。.

酸化的代謝に関与する酵素はこの構造内に見いだされる。これらの基質の水素が酸素分子に移動するので、いくつかの製品の酸化は過酸化水素を作り出す.

過酸化水素は細胞にとって有害な物質であり、除去しなければなりません。それゆえ、ペルオキシソームはカタラーゼ酵素を含み、それは水と酸素分子への変換を可能にする。.

ペルオキシソームの多様性

ペルオキシソームは非常に多様な細胞小器官です。細胞の種類や研究種に応じて、それらは内部の酵素組成を変更することができます。同様に、彼らは彼らがさらされている環境条件に応じて変更することができます.

例えば、炭水化物の存在下で増殖する酵母では、ペルオキシソームが小さいことが証明されています。これらの生物がメタノールや脂肪酸に富んだ環境で成長すると、ペルオキシソームはこれらの化合物を酸化するために大きくなります.

ジャンルの原始主義者で トリパノソーマ （この属は病原性種を含む T. cruzi, シャーガス病の原因物質および他のキネトプラスチドは、グリコソーマと呼ばれる一種のペルオキシソームを有する。この細胞小器官は解糖の特定の酵素を持っています.

キノコにはウォロニンの体と呼ばれる構造があります。これは細胞構造の維持に関与する一種のペルオキシソームです。.

同様に、特定の種のペルオキシソームにはユニークな酵素があります。ホタルでは、ペルオキシソームは酵素ルシフェラーゼを含んでいます。そして、それはこの鞘翅目のグループの典型的な生物発光の原因です。属のキノコで ペニシリウム, ペルオキシソームはペニシリンの生産にかかわる酵素を含んでいます.

機能

細胞に必須の酸化経路はペルオキシソーム中に生じる。それらは脂肪酸、尿酸およびアミノ酸を分解することができる50種類以上の酵素を持っています。それらは脂質合成経路にも参加する。次に、各機能について詳細に説明する。

脂肪酸の分解

ペルオキシソーム中の脂肪酸の酸化は、β酸化と呼ばれる代謝経路を通して起こり、これはアセチル基の生成から生じる。これはミトコンドリアで起こる類似の分解反応とは反対で、脂肪酸の分解の最終生成物は二酸化炭素とATPです。.

β酸化がミトコンドリアとペルオキシソームで起こる動物細胞とは異なり、酵母ではペルオキシソームでのみ起こる.

アセチル基は他の細胞区画に輸送され、必須代謝物の生合成経路に含まれる可能性がある.

有毒製品の劣化

ペルオキシソームは、特に肝臓と腎臓において解毒反応に参加します。.

ペルオキシソームは、アルコール、フェノール、ギ酸、ホルムアルデヒドなど、血流に入る有毒な基質を分解することがあります。これらの酸化反応は過酸化水素を生成します.

細胞小器官の名前はこの分子の産生によって与えられます。それを分解するために、それは細胞、水と酸素に無害な物質を生産する次の化学反応を触媒するカタラーゼ酵素を持っています：

2 H2○2 -> H2O + O2

生体分子の合成

動物細胞では、コレステロールとドリコールの合成はペルオキシソームと小胞体で起こります。コレステロールはいくつかの組織の必須脂質です。原形質膜におけるその存在はその流動性を決定する。それはまた血しょうで見つけられる.

コレステロールと同様に、ドリコールは脂質であり、細胞膜、特に小胞体に存在します。.

ペルオキシソームはまた、胆汁の成分である胆汁酸の合成にも関与しています。これらの化合物はコレステロールに由来します。胆汁の主な機能は、一種の洗剤として作用する、腸内の脂肪のけん化です.

プラスマローゲンは、エーテル型結合の存在を特徴とする脂質性の分子である。この脂質は、心臓や脳の組織を構成する細胞の膜に欠くことのできない成分として発見されています。ペルオキシソームは、これらの脂質を生成する最初の2つのステップに参加します.

このため、いくらかの細胞障害がペルオキシソームレベルで起こると、それはそれ自体が神経学的異常に現れる可能性がある。これらの病状の例は、ツェルヴェーガー症候群である。.

植物中のペルオキシソーム

グリオキシソーム

植物は、グリオキシゾームと呼ばれる特殊なペルオキシソーム型の細胞小器官を含んでいます。機能は物質を保存し、脂質を分解することです。彼らは主に種子に含まれています.

植物の典型的な反応はグリオキシゾームで起こる：脂肪酸からグルコースへの変換.

この代謝経路はグリオキシル酸回路として知られており、クエン酸回路と非常に似ています。この変換を達成するために、２分子のアセチルＣｏＡを用いてコハク酸を生成し、これは続いてグルコースに移行する.

種子から出てくる植物はまだ光合成的に活性ではありません。この事実を補うために、彼らは植物がそれら自身を合成することができるまでグリオキシゾームからのこれらの炭水化物を使うことができます。このプロセスは種子の正しい発芽に不可欠です。.

脂肪酸から炭水化物へのこの変換は、グリオキシル酸回路の酵素を持たないため、動物細胞では不可能です。.

光呼吸

ペルオキシソームは植物細胞における光呼吸過程に関与する。このようにその主な機能は、光合成プロセス中に形成される二次産物を代謝することです.

ルビスコ酵素（リブロース－１，５－ビスホスフェートカルボキシラーゼ／オキシゲナーゼ）は二酸化炭素の固定に関与している。しかし、この酵素は酸素を摂取でき、二酸化炭素を摂取できません。酵素の名前が示すように、それは同時にカルボキシラーゼとオキシゲナーゼです。.

この別の酸素化経路によって製造される化合物の一つはホスホグリコレートである。グリコール酸に変換された後、この分子はペルオキシソームに送られ、そこで酸化がグリシンに起こる.

グリシンはミトコンドリアに運ばれ、そこでセリンになります。セリンはペルオキシソームに戻ってグリセレートになる。後者は葉緑体を通過し、カルバンサイクルに組み込まれることができます.

言い換えれば、ホスホグリコレートは植物にとって有用な代謝産物ではないので、ペルオキシソームは炭素の回収を助ける。.

構造

ペルオキシソームは非常に単純な構造を有する。それらは単一の脂質膜に囲まれています.

これらの区画はいかなる種類の遺伝物質も保有していないので、それらの機能に必要な全てのタンパク質を輸入しなければならない。ペルオキシソームに輸送されなければならないタンパク質はリボソームによって合成され、サイトゾルからそれらの最終目的地に輸送される.

ペルオキシソームに対する特定のタンパク質の位置を示す標識は、タンパク質鎖の末端炭素にセリン、リジンおよびロイシンの配列を含むことを特徴とする。このラベルは、英語の頭字語でPTS1と呼ばれています, ペルオキシソームターゲティングシグナル1.

ＰＴＳ２と呼ばれるアミノ末端に９個のアミノ酸が存在するなど、ペルオキシソーム内のタンパク質の位置を示す他の標識もある。同様に、リン脂質は小胞体で合成され、ペルオキシソームに運ばれます.

それらはその起源を除いてリソソームに似ています。リソソームは細胞の膜系から発芽する。ミトコンドリアや色素体のようなペルオキシソームは分裂によって複製することができます。タンパク質と脂質の取り込みのおかげで、ペルオキシソームは成長し、2つの別々の区画に分けることができます。.

起源

過去には、ペルオキシソームは内部共生過程によって生じることが提案された。しかし、この見解は非常に疑問視されています.

最近の証拠は、小胞体とペルオキシソームとの間に密接な関係が存在することを示しており、それはそれらがレチクルに由来するという仮説を支持している。.

参考文献

  1. キャンベル、N. A.、＆Reece、J。B（2007）. 生物学. 編集Panamericana Medical.
  2. Cooper、G. M.（2000）. 細胞分子アプローチ第2版. シナウアーアソシエイツ
  3. Gabaldón、T.（2010）。ペルオキシソームの多様性と進化. 王立協会の哲学的取引B：生物科学, 365（1541）、765-773.
  4. Lodish、H.（2005）. 細胞生物学および分子生物学. 編集Panamericana Medical.
  5. Terlecky、S. R.、＆Walton、P. A.（2005）。ヒトの健康と疾患におけるペルオキシソームの生合成と細胞生物学で 細胞小器官の生合成 （１６４〜１７５頁）。 Springer、Boston、MA.
  6. Titorenko、V. I.、およびRachubinski、R. A.（2004）。ペルオキシソーム細胞内からの重要な発生上の決定の調整Journal of Cell Biology、164（5）、641-645.
  7. Tortora、G.J.、Funke、B.R.、＆Case、C.L.（2007）. 微生物学の紹介. 編集Panamericana Medical.