ביולוגיה של פרוקסיזום

אברונל פרוקסיסום, קרום-קרום, המופיע בציטופלסמה של תאים אוקיארוטים. פרוקסיזומים ממלאים תפקיד מפתח בחמצון של ביומולקולות ספציפיות. הם תורמים גם לביוסינתזה של שומנים קרום המכונים פלסמלוגנים. בתאי צמח, פרוקסיזומים מבצעים פונקציות נוספות, כולל מיחזור פחמן מפוספוגליקולט בזמן הנשמה. צמחים זיהו סוגים מיוחדים של פרוקסיזומים, ביניהם הגליוקסיסום, אשר מתפקד בהמרת חומצות שומן לפחמימות.

מחלה מטבולית: הפרעות פרוקסיסומליות

Peroxisome s הם אברונים ציטופלסמיים הממלאים תפקיד מרכזי בקטבוליזם של חומצות שומן ארוכות מאוד ואחרים

פרוקסיזומים מכילים אנזימים המחמצנים מולקולות מסוימות הנמצאות בדרך כלל בתא, ובמיוחד חומצות שומן וחומצות אמינו. תגובות חמצון אלו מייצרות מי חמצן המהווים בסיס לשם הפרוקסיסום. עם זאת, מי חמצן הם רעילים פוטנציאליים לתא, מכיוון שיש לו יכולת להגיב עם מולקולות רבות אחרות. לכן, פרוקסיזומים מכילים אנזימים כמו קטאלז שממירים מי חמצן למים וחמצן ובכך מנטרלים את הרעילות. באופן זה פרוקסיזומים מספקים מיקום בטוח למטבוליזם החמצוני של מולקולות מסוימות.

פלסמלוגנים הם הליפידים האתריים הראשוניים בבני אדם (ליפידים אתריים מכילים קישור אתר אחד או יותר, ומבדילים אותם משאר הליפידים האחרים, המכילים בדרך כלל הצמדות אסטר). אנזימים מומחים בפרוקסיזומים מזרזים את הסינתזה של מבשר אתר פוספוליפיד. מולקולת המבשר עוברת סינתזה נוספת בתכנית האנדופלסמטית, והתוצאה היא ייצור פלסמלוגן. אף על פי שהתפקיד הפיזיולוגי של פלסמלוגנים אינו ברור, הפגמים בביוסינתזה שלהם, המופיעים כתוצאה מהפרעות פרוקסיסומליות, קשורים לתנאים התפתחותיים קשים, כולל כונדרודיספלזיה פונצאטה Rhizomelic (RCDP) ותסמונת Zellweger. במוח נצפו רמות מופחתות של פלסמלוגנים בחולים עם מחלת אלצהיימר וקושרים לחסרים בתפקוד הקוגניטיבי.

הפרעות פרוקסיסומליות נגרמות כתוצאה ממוטציות בגנים המעורבים בביוגנזה של פרוקסיסום או המקודדות את האנזימים וחלבוני הטרנספורטר (אשר תופסים את האנזימים מהציטופלזמה) של הפרוקסיזום. הפרעות פרוקסיזומליות הינן הפרעות מולדות, והן נעות בין בינוניות יחסית לחמורות באופיין. הספקטרום של Zellweger, למשל, כולל תסמונת Zellweger, adrenoleukodystrophy יילוד (NALD) ומחלת Refsum הילדית. תסמונת Zellweger מאופיינת בהיעדר מוחלט או הפחתה במספר הפרוקסיזומים. זהו המצב החמור ביותר בתסמונת זלווגר. מוטציות המולידות את תסמונת זלווגר גורמות להצטברות נחושת, ברזל וחומרים הנקראים חומצות שומן ארוכות מאוד בדם וברקמות, כמו הכבד, המוח והכליות. תינוקות עם תסמונת זלווגר נולדים לרוב עם עיוות פנים ומוגבלות שכלית; חלקם עשויים להיות בעלי ראייה ושמיעה לקויים ועשויים לחוות דימומים חמורים במערכת העיכול או אי ספיקת כבד. הפרוגנוזה לקויה: מרבית התינוקות הסובלים מתסמונת צלווגר אינם חיים מעבר לשנה. תסמינים של NALD ומחלת Refsum הילדית, לעומת זאת, מופיעים כבר בגיל ינקות או בילדותם, וחולים עשויים לשרוד עד לבגרותם המוקדמת. באופן דומה, חולים עם RCDP עשויים לשרוד אל תוך הילדות או, במקרים קלים, לבגרות המוקדמת.

פרוקסיזומים תוארו בשנת 1960 כחלק מהעבודה החלוצית של כריסטיאן רנה דה דובה, שפיתחה טכניקות של שבריריות תאים. השיטה של ​​דה דוב הפרידה בין אברונים על בסיס תכונות המשקע והצפיפות שלהם, והפרוקסיסומים הם צפופים יותר מאברונים אחרים. לימים הוא טבע את המונח פרוקסיזום. דה דובה חלק את פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה בשנת 1974 עם אלברט קלוד וג'ורג 'פאלאדה על אותה עבודה.