Peroxisomen sind spezialisierte Organellen, die in Pilzen, pflanzlichen und tierischen Zellen vorkommen. Es kann in Anzahl, Größe, Morphologie und Aktivität variieren, abhängig von der Art des Gewebes und dem Ernährungszustand der Zelle. Zum Beispiel haben Zellen mit aktivem Fettstoffwechsel, wie Adipozyten, Neuronen und Hepatozyten, mehr Peroxisomen als andere Zellen im Körper. Neben ihrer primären Rolle beim Abbau komplexer organischer Moleküle können Peroxisomen auch spezifische Makromoleküle synthetisieren und an der Redoxsignalgebung beteiligt sein.

Wasserstoffperoxid: recyceln und wiederverwenden

Peroxisomen fungieren sowohl als Quelle als auch als Senke für Wasserstoffperoxid. Bei der Oxidation von Fettsäuren wird Wasserstoffperoxid freigesetzt, das entweder durch Katalase abgebaut werden oder ein anderes organisches Molekül wie Ethanol oxidieren kann. Darüber hinaus setzen Peroxisomen durch spezialisierte Kanalproteine, die auf ihrer Membran vorhanden sind, Wasserstoffperoxid in geringen Mengen frei, um an intrazellulären Signalwegen beteiligt zu sein.

Peroxisomen in der Biosynthese

Peroxisomen in den Gehirn- und Herzzellen synthetisieren Plasmalogene, eine Klasse von Glycerophospholipiden, die in Myelinscheiden vorkommen.

Peroxisomen in Pflanzenzellen

Neben der β-Oxidation von Fettsäuren erfüllen Peroxisomen in Pflanzen viele verschiedene Funktionen. In den Blättern sind sie an der Photorespiration beteiligt und verbinden Chloroplasten und Mitochondrien, um den bei der Photosynthese verlorenen Kohlenstoff zurückzugewinnen. Keimende Sämlinge enthalten spezialisierte Peroxisomen, sogenannte Glyoxysomen, die Lipide mithilfe des Glyoxylatzyklus in Zucker umwandeln und Energie für die wachsende Pflanze erzeugen.