Từ điển học thuật Khoa học tự nhiên

Peroxidase là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Tiếng Anhperoxidase

Tên gọi khácenzyme peroxidaseHRPheme peroxidase

Peroxidase là một họ enzyme oxy hóa khử xúc tác phản ứng khử hydrogen peroxide (H2O2) và các peroxide hữu cơ khác thành nước thông qua quá trình oxy hóa đồng thời các cơ chất cho electron.

615 lượt xem Cập nhật 2/9/2026

Peroxidase là một siêu họ enzyme oxy hóa khử (EC 1.11.1.x) đóng vai trò sống còn trong sinh học phân tử, miễn dịch học và công nghệ sinh học. Chức năng xúc tác chính của peroxidase là phân giải các hợp chất peroxide độc hại (đặc biệt là hydrogen peroxide – H2O2 sinh ra từ các quá trình chuyển hóa tế bào) thành nước, đồng thời oxy hóa các cơ chất cho electron khác nhau.

Phương trình phản ứng xúc tác tổng quát

Theo chuyên khảo của Dunford (2015), phương trình tổng quát biểu diễn hoạt tính xúc tác của enzyme peroxidase có dạng:

H2O2+AH2→2H2O+A\mathrm{H_2O_2 + AH_2 \rightarrow 2H_2O + A}

Trong đó H2O2\mathrm{H_2O_2} là chất nhận electron (chất oxy hóa), AH2\mathrm{AH_2} là cơ chất cho electron (chất khử: như phenol, amine thơm, ascorbic acid hoặc các cơ chất tạo màu hóa học như ABTS, TMB, OPD), và A\mathrm{A} là sản phẩm bị oxy hóa.

Ví dụ điển hình trong xét nghiệm định lượng với cơ chất ABTS xúc tác bởi enzyme Horseradish Peroxidase (HRP):

HRP+H2O2+ABTS→ABTS⋅++2H2O\text{HRP} + \text{H}_2\text{O}_2 + \text{ABTS} \rightarrow \text{ABTS}^{\cdot+} + 2\text{H}_2\text{O}

Chu trình xúc tác enzyme qua các hợp chất trung gian

Hầu hết các peroxidase tự nhiên chứa nhóm ngoại heme (sắt protoporphyrin IX). Chu trình xúc tác xảy ra qua ba bước nối tiếp:

  • Tạo Hợp chất I (Compound I): Enzyme ở trạng thái nghỉ Fe(III) phản ứng với một phân tử H2O2, tạo ra phức hợp trung gian oxyferryl hoạt tính cao Fe(IV)=O kết hợp với một gốc cation porphyrin.
  • Tạo Hợp chất II (Compound II): Hợp chất I nhận 1 electron từ phân tử cơ chất cho đầu tiên, khử gốc tự do porphyrin để chuyển thành Hợp chất II dạng Fe(IV)=O.
  • Tái sinh enzyme nghỉ: Hợp chất II nhận tiếp 1 electron từ phân tử cơ chất thứ hai, giải phóng phân tử H2O thứ hai và đưa tâm sắt heme trở lại trạng thái nghỉ Fe(III) ban đầu.

Phân loại tiến hóa của siêu họ Peroxidase

Theo phân loại kinh điển của Welinder (1992), họ peroxidase thực vật, nấm và vi khuẩn được chia làm 3 lớp cấu trúc:

Lớp (Class) Nguồn gốc phân bố Enzyme đại diện tiêu biểu Chức năng sinh học chủ đạo
Lớp I (Class I) Nội bào thực vật, nấm và vi khuẩn Cytochrome c peroxidase (CCP), Ascorbate peroxidase (APX) Khử độc H2O2 trong lục lạp và ty thể, bảo vệ chống stress oxy hóa
Lớp II (Class II) Ngoại bào vi nấm Lignin peroxidase (LiP), Manganese peroxidase (MnP) Xúc tác phân hủy lignin phức tạp trong gỗ mục và chu trình carbon rừng
Lớp III (Class III) Ngoại bào thực vật bậc cao Horseradish peroxidase (HRP), Guaiacol peroxidase Sinh tổng hợp thành tế bào (lignin hóa), hàn gắn vết thương và phòng vệ sâu bệnh

Ứng dụng vượt trội của Horseradish Peroxidase (HRP)

Theo Nigel Veitch (2004), enzyme HRP chiết xuất từ rễ cây cải ngựa là một trong những công cụ sinh học được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới:

  • Xét nghiệm hấp phụ miễn dịch liên kết enzyme (ELISA): HRP được gắn đồng hóa trị với kháng thể đặc hiệu; khi gặp cơ chất TMB (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine), dung dịch chuyển sang màu xanh lam và màu vàng sau khi dừng phản ứng bằng acid, cho phép định lượng chính xác nồng độ kháng nguyên.
  • Kỹ thuật Western Blot và Hóa mô miễn dịch (IHC): Xúc tác phản ứng phát quang hóa học tăng cường (ECL) để hiển thị các dải protein đặc hiệu trên màng lai hoặc tiêu bản mô tế bào ung thư.
  • Xử lý ô nhiễm môi trường: Khử độc các hợp chất phenol, thuốc nhuộm azo và các chất ô nhiễm công nghiệp khó phân hủy trong nước thải.

Câu hỏi thường gặp

Phản ứng hóa học tổng quát mà enzyme peroxidase xúc tác là gì?

Phản ứng tổng quát có dạng H2O2 + AH2 -> 2H2O + A, trong đó H2O2 đóng vai trò chất oxy hóa và AH2 là cơ chất cho electron (như phenol, amine hoặc dẫn xuất chromogen).

Horseradish peroxidase (HRP) được ứng dụng phổ biến nhất trong các kỹ thuật xét nghiệm nào?

HRP được sử dụng rộng rãi làm chất đánh dấu enzyme liên kết kháng thể trong xét nghiệm miễn dịch ELISA, kỹ thuật Western blot, nhuộm hóa mô miễn dịch (IHC) và các cảm biến sinh học (biosensors).

Cơ chế xúc tác qua các trạng thái trung gian Hợp chất I và Hợp chất II diễn ra như thế nào?

Heme peroxidase phản ứng với H2O2 để tạo thành Hợp chất I (trung gian oxyferryl Fe(IV)=O liên kết gốc cation porphyrin), sau đó nhận 1 electron từ cơ chất để chuyển thành Hợp chất II, và nhận thêm 1 electron thứ hai để quay trở lại trạng thái enzyme nghỉ Fe(III).

Các loại peroxidase nội sinh trong cơ thể người (như Myeloperoxidase - MPO) có vai trò sinh học gì?

MPO trong bạch cầu trung tính sử dụng H2O2 và ion clorua để tạo ra acid hypochlorous (HOCl) có hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ trong hệ miễn dịch tự nhiên, đồng thời liên quan đến sinh bệnh học xơ vữa động mạch.

Các nghiên cứu khoa học về “peroxidase”

Công bố nổi bật trên thế giới và tại Việt Nam, kèm tóm tắt theo hướng chủ đề.

Mới nhất

Trích dẫn nhiều nhất

  • Tổng hợp các hạt nano MoS2 siêu nhỏ được chức năng hóa bằng PVP với hoạt tính giống peroxidase nội tại để phát hiện H2O2 và glucose

    Dịch bởi AISynthesis of PVP-functionalized ultra-small MoS<sub>2</sub> nanoparticles with intrinsic peroxidase-like activity for H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> and glucose detection

    Jie Yu và cộng sựRSC Advances57 trích dẫn

    AI tóm tắt

    Nghiên cứu vật liệu nano chế tạo các hạt siêu nhỏ MoS2 chức năng hóa bằng polymer PVP sở hữu hoạt tính xúc tác giả enzyme peroxidase. Thử nghiệm so màu cho thấy nanozyme peroxidase nhân tạo này có độ nhạy cao và giới hạn phát hiện thấp trong định lượng nồng độ H2O2 và glucose.

  • Chất mô phỏng glutathione peroxidase kích thước nhỏ 5P có thể đại diện cho một chiến lược mới trong điều trị ung thư gan

    Dịch bởi AIThe Small Glutathione Peroxidase Mimic 5P May Represent a New Strategy for the Treatment of Liver Cancer

    Juxin Yin và cộng sự11 trích dẫn

    AI tóm tắt

    Thử nghiệm tiền lâm sàng in vitro và in vivo đánh giá hoạt tính của phân tử bắt chước enzyme glutathione peroxidase mang tên 5P trên các dòng tế bào ung thư gan. Kết quả cho thấy hợp chất mô phỏng peroxidase ức chế tăng sinh và kích hoạt tiến trình tự thực tế bào ung thư mà không gây độc tế bào lành.

  • Sự hiện diện của kháng thể kháng thyroglobulin (TgAb) và/hoặc kháng thyroperoxidase (TPOAb) không loại trừ chẩn đoán nhiễm độc giáp do amiodarone type 2

    Dịch bởi AIThe presence of anti-thyroglobulin (TgAb) and/or anti-thyroperoxidase antibodies (TPOAb) does not exclude the diagnosis of type 2 amiodarone-induced thyrotoxicosis

    L. Tomisti và cộng sự2016Journal of Endocrinological Investigation

    AI tóm tắt

    Nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu trên 78 bệnh nhân nhiễm độc giáp do amiodarone đánh giá giá trị chẩn đoán phân biệt của tự kháng thể kháng thyroperoxidase (TPOAb). Kết quả chỉ ra sự hiện diện của kháng thể kháng enzyme peroxidase tuyến giáp không loại trừ khả năng mắc bệnh thể 2, định hướng bác sĩ cá thể hóa điều trị.

  • Oxi hoá hydrocarbon thơm đa vòng bằng peroxidase cải ngựa trong nước chứa đồng dung môi hữu cơ

    Dịch bởi AIOxidation of polycyclic aromatic hydrocarbons by horseradish peroxidase in water containing an organic cosolvent

    Zeyou Chen và cộng sự2014

    AI tóm tắt

    Khảo sát phản ứng sinh học xử lý môi trường đánh giá khả năng oxy hóa các hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) nhờ enzyme peroxidase củ cải ngựa trong dung dịch nước có chứa đồng dung môi hữu cơ. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy việc bổ sung dung môi phù hợp giúp hòa tan cơ chất và tối ưu hóa hiệu suất phân hủy của peroxidase đối với chất ô nhiễm.

  • Peroxidase cải ngựa: Điều biến các đặc tính bằng biến đổi hóa học của protein và nhóm heme

    Dịch bởi AIHorseradish peroxidase: Modulation of properties by chemical modification of protein and heme

    G. S. Zakharova và cộng sự2012Biochemistry (Moscow)

    AI tóm tắt

    Nghiên cứu hóa sinh cấu trúc khảo sát ảnh hưởng của các biến đổi hóa học trên chuỗi polypeptide và nhóm ngoại heme đối với đặc tính xúc tác của enzyme peroxidase chiết xuất từ củ cải ngựa (HRP). Kết quả chỉ ra việc biến tính chọn lọc làm thay đổi rõ rệt độ bền nhiệt, hằng số phân ly và tính ổn định quang phổ của enzyme peroxidase.

Nổi bật tại Việt Nam

Tài liệu tham khảo

  1. Veitch, N. C. (2004). Horseradish peroxidase: a modern view of a classic enzyme. Phytochemistry, 65(3), 249-259. DOI: 10.1016/j.phytochem.2003.10.022
  2. Dunford, H. B. (2015). Heme Peroxidase Kinetics. In Heme Peroxidases (pp. 99-123). Royal Society of Chemistry. DOI: 10.1039/9781782622628-00099
  3. Welinder, K. G. (1992). Superfamily of plant, fungal and bacterial peroxidases. Current Opinion in Structural Biology, 2(3), 388-393. DOI: 10.1016/0959-440x(92)90230-5