Організми, які в процесі еволюції не створили захисту від H2O2, живуть лише в анаеробних умовах. Які з нижченаведених ферментів можуть руйнувати пероксид водню?

Чому це правильна відповідь

Пероксид водню (H2O2) є токсичним продуктом неповного відновлення кисню в мітохондріях, пероксисомах та при дії флавінзалежних оксидаз, здатний ініціювати вільнорадикальні реакції з утворенням гідроксильного радикалу через реакцію Фентона. Основними ферментами, що безпосередньо розкладають H2O2 в організмі, є каталаза та пероксидаза. Каталаза, локалізована переважно в пероксисомах печінки, нирок та еритроцитів, каталізує диспропорціювання двох молекул H2O2 до води та молекулярного кисню без потреби в відновнику: 2H2O2 → 2H2O + O2; активний центр містить гемін з Fe3+, який циклічно окиснюється та відновлюється. Пероксидаза (зокрема глутатіонпероксидаза в цитозолі та мітохондріях) використовує відновлений глутатіон (GSH) як донор електронів для відновлення H2O2 до води: H2O2 + 2GSH → 2H2O + GSSG, з селеном у активному центрі у вигляді селеноцистеїну. Регуляція активності каталази відбувається на рівні транскрипції гена CAT під впливом оксидативного стресу через фактори Nrf2 та PPARγ, тоді як глутатіонпероксидаза регулюється доступністю селену та рівнем GSH, який регенерується глутатіонредуктазою за участю НАДФН з пентозофосфатного шляху. Відсутність цих ферментів у строгих анаеробів пояснює їхню чутливість до кисню, оскільки накопичення H2O2 призводить до окисного пошкодження ДНК, білків та ліпідів з подальшим некрозом клітин. У аеробів дефіцит каталази (акаталаземія) чи глутатіонпероксидази викликає гемолітичну анемію, пероксисомні порушення та підвищений ризик оксидативних захворювань. Клінічно значущі стани з накопиченням H2O2 включають пероксисомні хвороби (синдром Зеллвегера), дефіцит селену чи спадкові порушення каталази, що проявляються окисним стресом, нейродегенерацією та прискореним старінням. Саме пероксидаза та каталаза є єдиними ферментами, що безпосередньо елімінують H2O2, на відміну від супероксиддисмутази, яка перетворює супероксид на H2O2, чи оксигеназ, що використовують кисень для гідроксилювання субстратів. Тому правильним варіантом є пероксидаза та каталаза як ключові компоненти антиоксидантного захисту від пероксиду водню.