Radikal bebas diproduksi sebagai bagian normal dari metabolisme sel. Senyawa tersebut termasuk peroksida — senyawa pengoksidasi yang dapat merusak DNA, lipid, dan protein. Stres oksidatif ini dapat berkontribusi pada penyakit seperti aterosklerosis dan proses penuaan. Glutathione peroxidase (GPx) adalah sejenis enzim yang berfungsi sebagai antioksidan seluler. Ini mereduksi gugus peroksida menjadi gugus alkohol yang relatif tidak reaktif, menggunakan glutathione sebagai zat pereduksi, dan dengan demikian melindungi sel dari kerusakan oksidatif.
Ketika suatu senyawa dioksidasi, ia melepaskan elektron. Dengan senyawa yang mengandung oksigen, ini menghasilkan senyawa yang tidak stabil yang akan mengambil elektron dari zat terdekat untuk menstabilkan dirinya sendiri, berpotensi menyebabkan kerusakan besar pada komponen seluler. Peroksida adalah senyawa yang terdiri dari dua molekul oksigen yang dihubungkan oleh ikatan tunggal yang sangat pengoksidasi. Zat-zat ini dapat dikurangi dan dibuat kurang berbahaya oleh enzim yang dikenal sebagai peroksidase. Aktivitas ini merupakan mekanisme detoksifikasi antioksidan yang penting untuk hampir semua organisme yang hidup di atmosfer oksigen, termasuk mikroorganisme.
Peroksidase dari jenis yang dikenal sebagai horseradish peroxidase memiliki gugus heme yang mengandung besi pada tempat aktifnya. Sebaliknya, glutathione peroksidase memiliki selenium logam di situs aktifnya. Ini adalah salah satu alasan mengapa selenium dibutuhkan dalam makanan manusia. Jenis peroksidase ini menggunakan senyawa glutathione yang mengandung sulfur untuk mengurangi peroksida dan mendetoksifikasinya.
Glutathione peroksidase terdiri dari keluarga enzim. Jadi, ada sejumlah protein terkait erat yang diproduksi oleh gen manusia yang berbeda. Berbagai enzim tampaknya memiliki fungsi yang terpisah. Mereka diproduksi di jaringan yang berbeda dan bervariasi dalam jenis reaksi yang dimediasi oleh enzim.
Delapan jenis yang berbeda telah diidentifikasi pada manusia pada 2010, semua dikodekan oleh gen yang terpisah. Bentuk utama tampaknya GPx1. Ini adalah yang paling umum dari enzim ini dan ditemukan di sitosol sebagian besar jaringan mamalia. Bentuk glutathione peroksidase ini paling efektif dalam mereduksi hidrogen peroksida untuk menghasilkan air sebagai produk akhir.
Hidrogen peroksida adalah senyawa yang sering ditemukan dalam sel yang mudah terdegradasi menjadi radikal bebas. Ini diproduksi sebagai hasil dari aktivitas sistem kekebalan hewan. Namun, senyawa ini beracun, dan ada kebutuhan akan keberadaan enzim yang tersebar luas untuk mendetoksifikasinya. Untungnya, GPx1 biasanya hadir untuk mengisi peran seperti itu dengan mereduksi hidrogen peroksida menjadi air. Beberapa kelompok etnis memiliki versi enzim yang diubah yang meningkatkan ketahanan mereka terhadap malaria.
Jenis lain dari glutathione peroksidase yang merupakan enzim antioksidan penting adalah GPx4. Lipid dapat dioksidasi untuk membentuk hidroperoksida, suatu bentuk peroksida yang sangat merusak. Lipid reaktif ini dapat merusak lipid di sekitarnya, yang menyebabkan kondisi potensial seperti peradangan dan penyakit jantung. Juga dikenal sebagai fosfolipid hidroperoksida, GPx4 mengurangi lipid yang rusak ini dari peroksida menjadi alkohol. Bentuk glutathione peroksidase ini juga banyak terdapat dalam sel, tetapi diekspresikan pada tingkat yang lebih rendah daripada GPx1.