ペルオキシソーム 真核細胞の細胞質内に見られる小さな膜結合生物です。主な機能 ペルオキシソームの役割は、特定の生体分子を酸化することですが、ペルオキシソームには、プラズマローゲン (膜脂質の一種) の合成を可能にするなど、他の機能もあります。ペルオキシソームはまた、植物の細胞内で一連の追加の機能を持っています。植物細胞のペルオキシソームは光呼吸に関与しており、ホスホグリコレートから炭素をリサイクルしています。
以上がペルオキシソームの機能の簡単な要約ですが、ペルオキシソームが細胞内の他の細胞小器官とどのように相互作用するかを理解することが重要です。ペルオキシソームが果たす機能と、これらの機能が細胞全体をどのようにサポートしているかを詳しく見てみましょう.
ペルオキシソームの構造
ペルオキシソームにはさまざまなサイズと形状があり、これらのさまざまな形態は、さまざまな細胞のエネルギー需要を反映しています。たとえば、酵母細胞は、毒素の存在が増加したり、細胞に脂質が豊富な食事を与えられたりすると、サイズと数の両方でペルオキシソームが増加します.逆に、ペルオキシソームは、細胞に炭水化物が豊富な食事がある場合、サイズが縮小する可能性があります.
ペルオキシソームは、細胞自体の膜によく似たリン脂質二重層で構成されています。他の膜結合オルガネラの場合と同様に、ペルオキシソームには、トランスロケーターやタンパク質トランスポーターなどの多くの膜結合タンパク質があります。脂質代謝と解毒に関与する酵素は、細胞質に浮遊しているリボソームで産生されます。次に、これらの酵素はペルオキシソームに組み込まれます。つまり、ペルオキシソームは、リソソーム (小胞体に関連する) と比較して、葉緑体およびミトコンドリアにより性質が似ていると見なすことができます。
ペルオキシソームと融合するタンパク質と酵素は、2 つの可能なシグナル伝達配列のいずれかで指定されます。アミノ酸配列は、タンパク質がペルオキシソームのどこに位置するかを決定します。最も一般的なシグナル伝達配列は、ペルオキシソーム ターゲティング シーケンス 1 と呼ばれますが、9 アミノ酸で構成され、N 末端シグナル配列と呼ばれるシグナル伝達配列も存在します。
ペルオキシソームは、その中に非常に高レベルの酵素を持っている可能性があり、クリスタロイドコアを与えます.脂質とタンパク質の流入によりペルオキシソームが成長し、十分に大きくなると 2 つのオルガネラに分裂することができます。ペルオキシソームに見られるリン脂質は、主に小胞体の滑らかな部分で作られます。
ペルオキシソームの機能
ペルオキシソームの機能には、脂肪酸の消化、アルコールの消化、アミノ酸の消化、過酸化水素の分解が含まれます。
ペルオキシソームは、オルガネラ内の酵素が複雑な分子をより小さな構成部分に分解するという、非常に特殊な方法で機能します。脂肪酸やアルコールなどの消化が起こると、過酸化水素が生成されます。ペルオキシソームはその過酸化水素を内部に保持し、さらに分解して無害な酸素と水にすることができます.水は無害な副産物ですが、酸素はより多くの消化反応を促進するために使用できます。
ペルオキシソームの名前は、分子状酸素を利用して代謝機能を駆動するという事実に由来しています。ペルオキシソームは、脂質の代謝と活性酸素処理に関連しています。脂質代謝内に見られるペルオキシソームは、主に脂質種子貯蔵の動員、ステロイド ホルモン合成、コレステロール生合成、および脂肪酸のβ酸化を処理します。
脂肪は、分子あたりの酸素の割合が比較的低いため、エネルギー密度が高くなります。例として、パルミチン酸は 16 個の炭素原子を持ち、そのモル質量は 1 モルあたり約 250 g ですが、酸素原子は 2 個しかありません。これは、脂質が優れた貯蔵分子であるにもかかわらず、解糖によって容易に異化されず、燃料として容易に燃焼されないことを意味します。これらの理由から、ミトコンドリアが酸化的リン酸化とクエン酸回路のプロセスを通じて脂肪を完全に酸化する前に、脂肪を処理する必要があります.
ミトコンドリアによって酸化されるように脂肪を分解するプロセスは、ペルオキシソーム内で行われます。ペルオキシソームには、長い脂肪酸鎖を取り込んで分解し、ベータ酸化として知られるプロセスを通じてアセチル-CoA を生成する能力があります。アセチルCoAは、オキサロ酢酸と結合するとクエン酸を形成します。炭水化物の大部分は、アセチル-CoAを生成するために脱炭酸される3炭素分子であるピルビン酸としてクエン酸回路から始まりますが、ペルオキシソーム酸化のプロセスにより、脂肪酸は直接クエン酸回路に進みます.過酸化水素は細胞に有害である可能性があるため、オルガネラ内の酵素によって分解されるまで、ペルオキシソームの膜には過酸化水素が含まれている必要があります。
動物の細胞内では、ペルオキシソームは脂質の生合成、特に特別な種類のリン脂質であるプラズマローゲンの部位として機能します。これらのプラズマローゲンは、神経線維を取り囲むミエリン鞘を作成するために使用されます。胆汁酸塩の合成も、ペルオキシソームの助けを借りて完了します。人が消費するアルコールの約 25% は、ペルオキシソームによって行われる操作のおかげでアセトアルデヒドになります。ペルオキシソームは、代謝副産物、毒素、およびその他の物質を酸化および解毒するため、肝臓および腎臓の細胞内に顕著に見られます.
植物のペルオキシソーム
ペルオキシソームは、植物の細胞と動物の細胞でわずかに異なる役割を果たします。植物細胞では、ペルオキシソームは光合成と種子の発芽のプロセスに関与しています。植物細胞の種子の発芽には、同化反応を促進するために利用される脂肪貯蔵があり、これらの反応の最終結果は炭水化物です.アセチルコリンの生成とβ-酸化はグリオキシル酸サイクルと呼ばれ、光合成による炭素固定が行われる際のエネルギーの損失を防ぐことにより、植物細胞で重要な役割を果たします。これは、光呼吸製品のリサイクルを通じて達成されます。
タンパク質欠乏の結果
ペルオキシソームにタンパク質欠乏があると、異常が発生する可能性があります。タンパク質欠乏症は、顔と頭の両方に発達異常を引き起こす先天性障害であるゼルウィガー症候群として知られる状態につながる可能性があります.別の形態のゼルウィガー症候群は、ペルオキシン Pex 2 として知られるタンパク質の欠乏によって引き起こされます。
他のオルガネラとペルオキシソームの比較
ペルオキシソームは本質的にリソソームに似ており、初期の微生物学者は顕微鏡だけでペルオキシソームとリソソームを区別することさえ困難でした.しかし、分画遠心分離のプロセスにより、リソソームとペルオキシソームは外見上は似ていますが、組成が異なることが明らかになりました。 2 つのオルガネラに含まれる酵素は、2 つのオルガネラの脂質およびタンパク質成分と同様に、互いに大きく異なります。ペルオキシソームにはカタラーゼが含まれており、ベータ酸化脂肪のプロセスから生じる過酸化水素を解毒することができます.リソソームタンパク質は、適切なリソソームを含む小胞が作られた後に出芽して、ラフ ER で合成されるという点でも、ペルオキシソームタンパク質とは異なります。
ペルオキシソームは、リソソームとの類似性に加えて、葉緑体およびミトコンドリアとも類似しています。細胞質のリボソームは、これらのオルガネラに必要なタンパク質を翻訳します。しかし、葉緑体/ミトコンドリアとは異なり、ペルオキシソームには遺伝的翻訳機構がなく、言うべき遺伝物質も含まれていません。このため、ペルオキシソームのプロテオームは、細胞質から引き出された物質に完全に由来します。ペルオキシソームはまた、葉緑体とミトコンドリアが持つ二重膜構造の代わりに、単一の脂質二重層しか持たない.
リソソームとミトコンドリアの機能
ペルオキシソームの機能を、リソソームおよびミトコンドリアの機能と対比してみましょう。リソソームは、高分子を分解できる酸性加水分解酵素で満たされた球状のオルガネラです。リソソームの膜は、消化酵素を細胞内の他のオルガネラから分離し、これらの内部酵素を自然界に保つのに役立ちます.リソソームの酵素は小胞体に由来するタンパク質でできており、これらのタンパク質はゴルジ体から来る小胞に囲まれています。リソソームは、細胞のゴミ処理施設と考えることができ、高分子を分解し、高分子を構成する部分を再利用して新しい細胞構造を作成できるようにします.細胞内のリソソームの数は、細胞の種類によって異なります。白血球などの細胞は、他の種類の細胞に比べて多くのリソソームを持っています.
ミトコンドリアは、細胞が機能するために必要なエネルギーを作り出す役割を担う細胞小器官です。ミトコンドリアは栄養素を吸収して分子を分解し、細胞にとって有用なエネルギーに変換します.この化学変換のプロセスは細胞呼吸と呼ばれ、ミトコンドリア内で行われます。ミトコンドリアは、細胞の細胞質に浮遊し、細胞体全体に自由に浮遊していることがわかります。細胞内のミトコンドリアの数は、細胞のニーズによって異なります。筋肉細胞のような細胞は、非常に多くのエネルギーを必要とするため、多くのミトコンドリアを持っています.
