Peran dan penggunaan peroksidase

Peroksidase adalah salah satu dari sejumlah enzim yang bertindak sebagai katalis untuk memungkinkan berbagai proses biologis berlangsung. Secara khusus, mereka mendorong oksidasi berbagai senyawa menggunakan secara alami peroksida, terutama hidrogen peroksida (H2O2), yang direduksi, membentuk air.
Advertisement

Peroksida diciptakan sebagai produk sampingan dari berbagai reaksi biokimia dalam organisme, tetapi dapat menyebabkan kerusakan karena mereka oksidator. Peroksidase memecah senyawa zat berbahaya dengan menambahkan hidrogen, yang diperoleh dari molekul lain – yang dikenal sebagai molekul donor – reaksi reduksi-oksidasi (redoks) di mana peroksida direduksi untuk membentuk air, dan molekul teroksidasi lainnya. Ada sejumlah besar enzim ini, dan mereka ditemukan pada tumbuhan dan hewan, termasuk manusia.

Struktur dan Sifat

Seperti semua enzim, peroksidase molekul kompleks sangat besar,  dengan bentuk yang rumit yang melibatkan beberapa lipatan. Mereka datang dalam berbagai jenis, beberapa di antaranya dapat menggunakan berbagai molekul donor dan mereduksi berbagai peroksida, dan beberapa yang jauh lebih spesifik. Enzim memiliki “situs aktif,” yang merupakan bagian dari molekul di mana reaksi berlangsung.

Ini mungkin di bagian yang mudah diakses dari molekul, atau mungkin terselip pada lipatan, di mana ia hanya bisa dicapai oleh molekul dengan bentuk yang tepat. Horseradish peroksidase (HRP) adalah contoh dari enzim yang dapat menggunakan berbagai molekul donor dan peroksida.

Advertisement

Peran dalam Sistem Biologi

Sejumlah peroksidase yang ditemukan dalam tanaman, di mana mereka dapat membantu meminimalkan kerusakan yang disebabkan oleh faktor stres atau hama serangga. Ketika tanaman mengalami stres – seperti kekeringan atau suhu tinggi – atau karena terserang hama, ini cenderung menghasilkan pelepasan spesies oksigen reaktif (ROS). Ini adalah bentuk oksigen, atau senyawa dari unsur ini, termasuk hidrogen peroksida, dimana oksigen sangat reaktif, dan dapat merusak atau mematikan sel-sel. Diperkirakan bahwa peroksidase menghapus ROS, membantu mencegah kerusakan.

tumbuhan gurun
Beberapa tanaman menggunakan peroksidase untuk bertahan hidup dalam kondisi kekeringan.

Pada manusia, dan mamalia lainnya, sekelompok enzim ini disebut glutathione, yang mengandung unsur selenium, ditemukan baik di dalam dan di luar sel. Beberapa di antaranya mengkatalisis reaksi yang melibatkan H2O2, sementara yang lain menggunakan senyawa peroksida lipid (lemak dan minyak). Peran utama mereka tampaknya untuk menghapus oksidator yang berpotensi membahayakan. Peroksidase dalam air liur juga memungkinkan reaksi redoks antara H2O2 dan bahan kimia yang disebut tiosianat, menghasilkan senyawa yang dapat membunuh mikroorganisme yang berpotensi membahayakan. Tiroid peroksidase melepas yodium dari nutrisi untuk membentuk hormon tiroid yang penting.

Salah satu penggunaan yang tidak biasa dari enzim ini terjadi dalam kelompok serangga yang dikenal sebagai kumbang pembom. Mereka memiliki ruang yang berisi campuran hidrogen peroksida dan zat kimia yang disebut hydroquinon. Ketika terancam, mereka mencampur ini dengan peroksidase, yang mengkatalisis reaksi redoks di mana banyak panas dilepaskan, dengan cairan yang dihasilkan dikeluarkan eksplosif pada 212 ° F (100 ° C). Ini adalah cara yang sangat efektif untuk menghalangi predator.

Penggunaan

Studi tentang peroksidase nabati, seperti HRP berasal dari akar lobak, telah ditindaklanjuti bidang biologi molekuler dan imunohistokimia, juga dikenal sebagai histokimia. HRP digunakan untuk mendeteksi antibodi peroksidase yang dapat menunjukkan kondisi autoimun yang menyebabkan masalah tiroid. Hal ini juga digunakan untuk mengukur kadar serum atau glukosa urin. Sebagai alat diagnostik dalam patologi, HRP memiliki kemampuan untuk menargetkan dan mengikat biomarker tertentu yang ditemukan dalam sel-sel kanker dan menghasilkan reaksi noda ketika diperkenalkan dengan sampel biopsi. Selain menjadi tersedia dan murah untuk mendapatkan, HRP dianggap sangat berguna untuk tes tersebut karena menjadi sangat stabil dan terbuka untuk bereaksi dengan berbagai molekul donor.

Sejarah

Investigasi ke dalam sifat enzim ini didorong oleh percobaan pada dekomposisi hidrogen peroksida oleh baron dan kimiawan Perancis, Louis Jacques Thenard pada pertengahan abad ke-19. Setelah menjadi orang pertama yang menghasilkan senyawa di laboratorium, ia kemudian menemukan bahwa banyak hewan dan tumbuhan bahan bisa mengubahnya menjadi air dan oksigen, dan sampel yang sama dari bahan yang bisa melakukan hal ini berkali-kali. Ini penasaran, seolah-olah itu adalah reaksi kimia sederhana antara peroksida dan sesuatu dalam bahan organik, harus berhenti setelah agen aktif sampai digunakan. Hal ini menyebabkan penemuan katalis – zat yang memungkinkan reaksi kimia tanpa benar-benar berpartisipasi di dalamnya – dan, khususnya, peroksidase.

Advertisement

Facebook Twitter

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *