Peroxisom

Als Peroxisomen werden die essentiellen Organellen eukaryotischer Zelle bezeichnet, die dem Abbau verschiedener zellulärer Metabolite dienen.

Peroxisomen erscheinen im elektronenmikroskopischen Bild in etwa rund. Sie haben einen Durchmesser von 0,2 bis 1,0 µm und lassen sich am stärksten in Hepatozyten nachweisen. Peroxisomen sind von einer einschichtigen Lipidmembran umgeben und ermöglichen auf diese Weise die Trennung von internem Milieu und Zytosol. In ihrer Erscheinung ähneln sie den Lysosomen, sind aber im Gegensatz zu diesen keine Abspaltungen des Golgi-Apparates, sondern replizieren sich selbst.

Die Peroxisomen sind hochkonservierte Organellen, die mit dem Beginn der Verwertung von Sauerstoff in den ersten aeroben Stoffwechselwegen innerhalb von Zellen den Abbau der dabei entstehenden hochreaktiven Metabolite katalysierten.

3.1. Abbau von Radikalen

Im Lumen der Peroxisomen lassen sich mehr als 50 verschiedene Mono- und Dioxygenasen nachweisen, die freie Radikale fusionieren und damit in ihrer Reaktivität einschränken können. Bekannteste und namensgebende Enzyme der Peroxisomen sind die Peroxidasen, darunter die Katalase, die Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser umwandelt:

• 4 H₂O₂ ---> 4 H₂O + 2 O₂

Daneben enthalten Peroxisomen das Enzym Uricase.

3.2. Abbau von Molekülen des Energiestoffwechsels

Neben der Bindung freier Radikale leisten die Peroxisomen einen wichtigen Anteil beim Abbau von Stoffwechselprodukten. Sie sind in der Lage, Fettsäuren und Ethanol (Trinkalkohol) zu Acetyl-CoA zu oxidieren, ohne allerdings wie in den Mitochondrien Energie in Form speicherbarer Moleküle (beispielsweise ATP) dabei freizusetzen. Die entstehende energiereiche Essigsäure kann über einen Transporter in das Zytosol transportiert werden, wo sie für den Aufbau von Fettsäuren und Cholesterin zur Verfügung steht, oder in die Mitochondrien, wo sie in den Zitratzyklus eingeschleust wird.

3.3. Synthese von Plasmalogenen

In den Peroxisomen werden – ausgehend von Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) – Plasmalogene synthetisiert. Diese Phosphoglyceride sind essenziell für die Organisation und Stabilität von Lipidmikrodomänen und cholesterinreichen Membranregionen.

Das in Pflanzen vorkommende Äquivalent der Peroxisomen sind die Glyoxysomen, die neben dem Abbau von Metaboliten und Radikalen einen Nebenweg des Zitratzyklus beinhalten, den sogenannten Glyoxylatzyklus. Dieser ermöglicht den Aufbau von Kohlenhydraten aus Fett.