Peroxisome 정의
Peroxisome은 주로 지질 대사와 반응성의 전환에 관여하는 대부분의 진핵 세포에서 막 결합 세포 소기관입니다. 과산화수소와 같은 산소 종을 물과 산소와 같은 안전한 분자로 변환합니다.
지방은 높은 에너지 밀도로 인해 편리한 에너지 저장 분자입니다. 지방 1g의 산화에서 방출되는 ATP의 수는 탄수화물이나 단백질에서 추출한 것보다 훨씬 높습니다. 지질은 또한 세포 내에서 막 결합 하위 구획을 생성하거나 세포 외 공간에서 세포질을 묘사하는 데 매우 유용한 분자입니다. 그러나 그들의 친 유성 생화학은 수성 세포 환경에서 대사를 어렵게 만듭니다. Peroxisomes는 이러한 소수성 분자의 대사가 일어나는 구조입니다.
Peroxisomes의 구조
Peroxisomes는 세포의 에너지 요구에 따라 모양, 크기 및 수가 다양합니다. 효모 세포에서 탄수화물이 풍부한 성장 배지는 퍼 옥시 좀을 수축시킵니다. 반면에 독소의 존재 또는 지질이 풍부한 식단은 그 수와 크기를 증가시킬 수 있습니다.
이러한 세포 소기관은 많은 막 결합 단백질, 특히 단백질 역할을하는 단백질이있는 인지질 이중층으로 구성됩니다. 운송업자 및 번역자. 해독 및 지질 대사에 관여하는 효소는 세포질의 유리 리보솜에서 합성되고 선택적으로 퍼 옥시 솜으로 가져 와서 소포체 (ER)에서 싹이 트는 리소좀과 비교할 때 미토콘드리아 및 엽록체와 더 유사합니다. 그러나 ER 매개 단백질 합성과 퍼 옥시 좀에 존재하는 효소를 연결하는 몇 가지 증거도 있습니다.
퍼 옥시 좀으로 향하는 효소와 단백질은 일반적으로 두 가지 신호 서열 중 하나를 포함합니다. 즉, 단백질의 세포 내 위치를 결정하는 몇 가지 아미노산의 짧은 스트레치가 있습니다. 보다 일반적인 신호 서열은 아미노산 삼량 체로 구성된 Peroxisome Targeting Sequence 1 (PTS1)이라고합니다. PTS1 신호 서열을 포함하는 단백질은 세린 잔기 다음에 라이신이 있고 그 다음 카르복시 말단에 류신 잔기가 있습니다. 많은 비율의 과산화 소체 단백질이이 신호 서열을 가지고 있습니다. PTS1이 최적으로 기능하려면이 삼량 체의 상류에있는 아미노산 서열도 필요합니다. 일부 보고서에서는 C- 말단 서열이 과산화 소체 수송 체 및 전이 분자가 단백질을 인식하는 데 필요한 20 개 아미노산으로 이상적으로 보여야한다고 제안합니다.
또는 peroxisomal 단백질은 9 개의 아미노산으로 구성된 N- 말단 신호 서열을 가질 수도 있습니다. 이 서열은 5 개 아미노산으로 분리 된 두 개의 이합체로 구성됩니다. 첫 번째 이합체는 아르기닌과 류신으로 만들어지고 두 번째 이합체는 히스티딘과 류신으로 만들어집니다. 이 신호 서열은 RLx5HL로 단일 문자 아미노산 코드를 사용하여 표현됩니다.
아직 특성화되지 않은 peroxisome으로 가져 오기 위해 단백질을 표적으로하는 다른 내부 서열이 있다는 증거가 있습니다. Peroxisomes는 또한 매우 높은 농도의 효소를 포함하며 때때로 결정질 코어를 갖는 것처럼 보입니다.
peroxisome의 인지질은 대부분 부드러운 ER에서 합성됩니다. peroxisome은 단백질과 지질의 침투로 인해 크기가 커짐에 따라 2 개의 세포 기관으로 나눌 수 있습니다.
Peroxisomes와 다른 세포 기관의 비교
Peroxisomes는 다른 세포 기관과 몇 가지 구조적 유사성을 가지고 있습니다. 세포 내. 처음에는 현미경 검사만으로는 리소좀과 퍼 옥시 좀을 구별하기조차 어려웠습니다. 그 후, 차등 원심 분리를 통해이 두 세포 하 구조가 서로 다른 조성을 가짐이 밝혀졌습니다. 그들의 단백질과 지질 성분은 구별되며 매우 다른 효소를 포함합니다. 특히 peroxisomes는 지방의 베타 산화에서 생성 된 과산화수소를 해독하는 카탈라아제를 함유하고 있습니다. 또 다른 주요 차이점은 리소좀 단백질이 거친 ER에서 합성되고 적절한 효소를 포함하는 소포가 튀어 나와 리소좀을 형성한다는 것입니다.
Peroxisomes 미토콘드리아 및 엽록체와 일부 유사점을 공유합니다. 이 세포 기관의 단백질 대부분은 세포질의 유리 리보솜에서 번역됩니다. 그러나 미토콘드리아 및 엽록체와 달리 퍼 옥시 좀은 유전 물질이나 번역 기계를 포함하지 않으므로 전체 프로테옴은 세포질에서 가져옵니다. 또한, 단일 지질 이중층 막은 미토콘드리아와 엽록체의 이중 막 구조와 달리 과산화 소체를 형성합니다.
Peroxisomes의 기능
Peroxisomes는 대사 과정에 분자 산소를 사용하여 이름이 유래되었습니다. 이 소기관은 지질 대사 및 활성 산소 종의 처리와 주로 관련이 있습니다. 지질 대사 내에서 과산화 소체는 대부분 지방산의 β- 산화, 종자 내 지질 저장, 콜레스테롤 생합성 및 스테로이드 호르몬 합성을 처리합니다.
β- 산화
주된 이유 지방의 높은 에너지 밀도는 모든 지방산 분자에서 산소 원자의 비율이 낮기 때문입니다. 예를 들어, 16 개의 탄소 원자를 포함하고 250 gms / mole 이상의 분자량을 갖는 지방산 인 팔 미트 산은 두 개의 산소 원자 만 가지고 있습니다. 이것은 지질을 좋은 저장 분자로 만들지 만, 연료로 직접 연소되거나 해당 과정을 통해 세포질에서 빠르게 분해 될 수 없습니다. 시트르산 순환과 산화 적 인산화를 통한 완전한 산화를 위해 미토콘드리아로 분류되기 전에 처리되어야합니다.
이러한 분자가 ATP를 방출하기 위해 산화되어야하는 경우 먼저 분해해야합니다. 미토콘드리아에서 처리되기 전에 더 작은 분자로. 과산화 소체 내에서 장쇄 지방산은 β- 산화라고하는 과정에서 아세틸 코엔자임 A (아세틸 coA)를 생성하기 위해 점진적으로 분해됩니다. 그런 다음 아세틸 coA는 옥 살로 아세테이트와 결합하여 시트 레이트를 형성합니다. 대부분의 탄수화물은 피루 베이트라고 불리는 3 개의 탄소 분자로 구연산 회로에 들어가 아세틸 coA를 형성하기 위해 탈 카르 복 실화되지만, 과산화물 β- 산화는 지방산이 구연산 회로에 직접 접근 할 수 있도록합니다.
β- 산화의 주요 부산물은 세포에 해로울 수있는 과산화수소입니다. 이 분자는 또한 peroxisomes 내의 효소 catalase에 의해 조심스럽게 해독됩니다.
식물의 Peroxisomes
식물에서 peroxisomes는 종자 발아 및 광합성에 중요한 역할을합니다.
종자 발아 중에 지방 저장고는 탄수화물 형성으로 이어지는 동화 반응을 위해 동원됩니다. 이를 글리 옥살 레이트 순환이라고하며 β- 산화와 아세틸 coA 생성으로 시작됩니다.
잎에서 과산화물은 광호흡 제품을 재활용하여 광합성 탄소 고정 중에 에너지 손실을 방지합니다. Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (RuBisCO)라는 중요한 효소는 광합성에 필요하며, ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP)의 카르 복 실화를 촉매합니다. 이것은 유기 분자를 형성하기 위해 이산화탄소를 고정시키는 중심 반응입니다. 그러나 RuBisCO는 이름에서 알 수 있듯이 분자 산소를 사용하여 RuBP에 산소를 공급하여 이산화탄소를 방출하여 사실상 광합성의 결과를 역전시킬 수 있습니다. 이는 식물이 뜨겁고 건조한 환경에 노출되고 증산을 방지하기 위해 기공이 닫힐 때 특히 그렇습니다.
RuBisCO가 RuBP를 산화 시키면 포스 포 글리콜 레이트라고하는 2 개의 탄소 분자를 생성합니다. 이것은 글리신으로 산화되는 퍼 옥시 좀에 의해 포착됩니다. 그 후, 미토콘드리아와 퍼 옥시 좀 사이를 오가며 일련의 변형을 거쳐 엽록체로 유입되어 광합성을위한 캘빈주기에 참여할 수있는 글리세 레이트 분자로 전환됩니다.
지질 생합성 및 해독
동물 세포에서 peroxisomes는 일정량의 지질 생합성, 특히 신경 섬유에서 수초를 형성하는 플라스마 로젠이라고하는 특수 인지질의 부위입니다. Peroxisomes는 담즙 염의 합성에도 필요합니다. 우리가 소비하는 알코올의 약 25 %는이 세포 기관에서 아세트 알데히드로 산화됩니다. 다수의 분자, 대사 부산물 및 약물을 해독하고 산화시키는 역할을하므로 신장 및 간 세포의 두드러진 부분이됩니다.
과 산소 기능과 관련된 장애
과 산소 결핍으로 인한 장애 기능은 peroxisome biogenesis, 돌연변이 된 peroxisomal 효소 또는 세포질 단백질에서 PTS1 및 PTS2를 인식하는 비 기능성 수송 체의 결함으로 인해 발생할 수 있습니다. 이들 중 가장 심각한 것은 수초 결핍과 함께 뇌 발달 장애와 신경 세포 이동을 초래하는 희귀 유전 질환입니다. 영향을받는 다른 기관에는 골격계, 간, 신장, 눈, 심장 및 폐가 포함됩니다.
이러한 장애는 일반적으로 세포 기관 생합성에 필요한 PEX 유전자의 돌연변이로 인해 발생합니다. , 세포질 단백질의 인식과 소기관의 매트릭스로의 수입. 예를 들어, PEX16은 peroxisomal 막의 합성에 관여하는 반면 PEX2는 매트릭스 단백질의 수입을위한 전위 채널을 형성합니다. 반면 PEX5는 PTS1 신호 서열을 인식하는 수용체입니다.
이러한 단백질에 결함이 있으면 혈장이나 소변에 장쇄 지방산이 축적 될 수있을뿐만 아니라 적혈구에 혈장과 같은 인지질이 부적절하게 존재할 수 있습니다.
- 결정질 – 외관이나 특성이 결정과 비슷합니다.
- 차동 원심 분리 – 속도가 증가하면서 반복되는 원심 분리를 사용하여 밀도와 크기에 따라 세포 하 성분을 분리하는 기술입니다.
- 광호흡 – 호흡 과정, 특히 고등 식물에서 빛에서 발생하며 산소 흡수 및 이산화탄소 방출을 포함합니다.
- 프로테옴 – 특정 시점에서 구조 내의 완전한 단백질 세트. 전체 유기체, 신체가있는 특정 조직, 개별 세포 또는 세포 하 구성 요소와 관련하여 사용할 수 있습니다.
퀴즈
1. 다음 중 지방산이 될 가능성이있는 분자는 무엇입니까?
A. C6H12O6
B. C18H34O2
C. C4H7NO4
D. C5H9NO4
2. 광합성에서 퍼 옥시 좀의 역할은 무엇입니까?
A. 탄소 고정의 효율성을 높이십시오
B. 에너지가 필요한 광합성 단계에 전력을 공급하기 위해 지방 저장고를 동원합니다
C. 지방의 β- 산화 과정에서 생성 된 과산화수소를 해독합니다
D. 위의 모든
3. 과산화 소체 장애가 많은 이유는 왜 뇌 기능이 부족한가요?
A. 뇌의 퍼 옥시 좀은 중추 신경계로 독소가 침투하는 것을 방지하는 혈액 뇌 장벽을 유지합니다
B. Peroxisomes는 신경 활동에 필요한 중요한 인지질을 생성합니다
C. Peroxisome 장애는 뇌에 영향을 미치는 간 기능 저하로 이어집니다
D. 위의 모든