Peroksisom adalah organel terlibat dalam proses metabolisme asam lemak, asam amino, dan biosintesis plasmalogens, yaitu efek fosfolipid yang penting untuk fungsi otak mamalia dan paru-paru. Peroksisom tidak memiliki genom dan mengandung sekitar 50 enzim, seperti katalase dan ureat oksidase yang mengkristal di pusatnya.
Pada Hewan
Salah satu fungsi penting biosintetik dari peroksisom hewan adalah untuk mengkatalisis reaksi pertama dari pembentukan plasmalogen. Plasmalogen merupakan jenis phospolipid terbanyak pada myelin. Kekurangan plasmalogen ini menyebabkan myelin pada sel saraf menjadi abnormal, karena itulah kerusakan peroksisom berujung pada kerusakan saraf.
Dalam siklus glioksilat, dua molekul asetil-KoA dihasilkan dari pemecahan asam lemak, selanjutnya digunakan untuk membuat asam suksinat. Selanjutnya asam suksinat ini meninggalkan peroksisom dan akan diubah menjadi glukosa. Siklus glioksilat ini tidak terjadi pada sel hewan. Hal ini menyebabkan sel hewan tidak dapat mengubah asam lemak menjadi karbohidrat.
Peroksisom juga sangat penting dalam tumbuhan. Terdapat dua jenis peroksisom sudah yang diteliti secara ekstensif. Tipe pertama terdapat pada daun, yang berfungsi untuk mengkatalisis produk sampingan dari reaksi pengikatan CO2 pada karbohidrat, yang disebut fotorespirasi. Reaksi ini disebut fotorespirasi karena menggunakan O2 dan melepaskan CO2. Tipe peroksisom lainnya, terdapat dalam biji yang sedang berkecambah. Peroksisom kedua ini, dinamakan glioksisom, mempunyai fungsi penting dalam pemecahan asam lemak, yang tersimpan dalam lemak biji, menjadi gula yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman muda. Proses pengubahan lemak menjadi gula ini dilakukan dengan rangkaian reaksi yang disebut siklus glioksilat.
Peroksisom adalah organel eukariotik yang sangat dinamis baik dalam morfologi dan metabolisme. Peroksisom tumbuhan terlibat dalam berbagai proses, termasuk metabolisme primer dan sekunder, pengembangan, dan respons terhadap tekanan abiotik dan biotik.
Kemajuan yang cukup besar telah dibuat dalam identifikasi faktor-faktor yang terlibat dalam biogenesis peroksisom, mengungkapkan mekanisme yang sama-sama dimiliki dan berbeda dari sistem non-tumbuhan. Selain itu, kemajuan baru-baru ini telah mulai mengungkapkan proteome peroksisomal tumbuhanbesar yang tak terduga dan telah meningkatkan pemahaman kita tentang jalur metabolisme dalam peroksisom.
Koordinasi biosintesis, impor, aktivitas biokimia, dan degradasi protein peroksisom memungkinkan respons dinamis yang sangat tinggi dari metabolisme peroksisom untuk memenuhi kebutuhan tumbuhan.
Pengetahuan yang diperoleh dari penelitian peroxisomal tanaman akan berperan penting untuk sepenuhnya memahami perilaku dinamis organel dan mendefinisikan jaringan metabolisme peroksisomal, sehingga memungkinkan pengembangan strategi molekuler untuk rekayasa rasional metabolisme tumbuhan, produksi biomassa, toleransi stres, dan pertahanan patogen.
Pada sel tumbuhan
Peroksisom sel tumbuhan memediasi banyak proses yang penting untuk pengembangan. Peroksisom adalah satu-satunya situs oksidasi β asam lemak dalam sel tumbuhan dan terlibat dalam menghasilkan dua fitohormon: IAA dan JA.
Peroksisom memainkan peran penting dalam fotorespirasi dalam hubungannya dengan mitokondria dan kloroplas. Selain proses-proses ini, peroksisom tumbuhan juga berpartisipasi atau terlibat dalam kebanyakan jalur metabolisme dan pensinyalan lainnya, seperti siklus glioksilat, detoksifikasi, pembentukan molekul pensinyalan, biosintesis asam salisilat, dan metabolisme urat, poliamin, sulfit, dan asam amino rantai cabang (Ulasan dalam Kaur et al., 2009).
Studi terbaru juga mengungkapkan peran peroksisom dalam respon imun tumbuhan (Lipka et al., 2005; Coca dan San Segundo, 2010; Rojas et al., 2012) dan biosintesis biotin (Tanabe et al., 2011), S- allantoin (Lamberto et al., 2010), phylloquinone (Widhalm et al., 2012), dan isoprenoid (Sapir-Mir et al., 2008; Tholl dan Lee, 2011).
Peran peroksisom yang paling menonjol dalam jaringan fotosintesis adalah partisipasi mereka dalam fotorespirasi. Siklus C2 oksidatif adalah jalur penyelamatan untuk fosfoglikolat yang dihasilkan oleh aktivitas oksigenase dari ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase (Rubisco) ke siklus Calvin fosfogliserat perantara. Jalur ini adalah salah satu contoh yang paling canggih dari kompartementalisasi subseluler dan koordinasi spasial dan temporal, karena menggabungkan reaksi enzimatik dalam, dan pertukaran kofaktor antara, kloroplas, peroksisom, mitokondria dan, seperti yang baru-baru ini ditunjukkan, sitosol (Timm et al., 2008). Enzim-enzim fotorespirasi peroksisom yang terlokalisasi meliputi glikolat oksidase (GOX), katalase, dua aminotransferase, hidroksipirivat reduktase (HPR), dan MDH, menempatkan peroksisom daun pada posisi sentral dalam fotorespirasi.
Evolusi Peroksisom
Peroksisom dianggap sebagai organel primitif yang melakukan semua metabolisme oksigen di dalam sel eukariota tipe awal. Kandungan protein peroksisom bervariasi di seluruh spesies. Produksi oksigen oleh bakteri fotosintetik akan terakumulasi di atmosfer. Hal ini menyebabkan oksigen menjadi toksik bagi sebagian sel. Peroksisom berkembang dari bakteri yang menyerang sel-sel yang lebih besar sebagai parasit, dan secara bertahap berkembang hubungan simbiosis. Namun, pandangan ini banyak ditentang oleh berbagai penemuan terbaru.
Peroksisom berperan menurunkan oksigen dalam sel dan melakukan reaksi oksidatif. Berkembangnya mitokondria mengambil alih sebagian besar fungsi oksidatif tersebut dan membuat peroksisom kurang terpakai. Yang tersisa pada era modern sekarang hanya fungsi penting yang tidak dapat dilakukan mitokondria.
