Peroxisomen sind oxidative Organellen, die in allen Geweben vorhanden sind, aber besonders häufig in der Leber undniere. Wie der Name schon sagt, verwenden sie molekularen Sauerstoff in oxidativen Reaktionen, die Wasserstoffperoxid erzeugen. Sie enthalten auch Katalase (Peroxidase), die H2O2 verwendet, um andere Substrate zu oxidieren. Diese Reaktion ist besonders wichtig bei der Entgiftung von Ethanol, Ameisensäure und anderen Toxinen. Peroxisomen können lichtmikroskopisch anhand ihrer Katalaseaktivität unter Verwendung der Diaminobenzidinreaktion identifiziert werden.

Peroxisomale Enzyme katalysieren mehrere anabole und katabole Reaktionen. Die wichtigsten davon sind die Plasmalogensynthese und die Beta-Oxidation von sehr langkettigen Fettsäuren (VLCFA). Plasmalogene sind die am häufigsten vorkommenden Phospholipide im Myelin. Die Produkte der VLCFA-Beta-Oxidation werden zur Biosynthese von Cholesterin, Gallensäuren und anderen Verbindungen verwendet.

Das Peroxisom hat eine einzige Membran, die die Peroxisomenmatrix umschließt. Die peroxisomale Membran ist eine Lipiddoppelschicht mit eingebetteten peroxisomalen Membranproteinen. Alle peroxisomalen Membranproteine und Enzyme der peroxisomalen Matrix werden von Kerngenen kodiert, auf freien Ribosomen synthetisiert und in die Peroxisomen importiert. Die Proteine, die an der peroxisomalen Biogenese beteiligt sind, werden Peroxine genannt und von PEX-Genen kodiert. Fünfzehn menschliche PEX-Gene sind bekannt.Es gibt zwei Arten von peroxisomalen Störungen: einzelne peroxisomale Enzymmängel und peroxisomale Biogenesestörungen (PBDs). Erstere werden durch Mutationen von Genen verursacht, die für spezifische peroxisomale Enzyme kodieren. PBDs werden durch Mutationen von PEX-Genen verursacht, die an der Biogenese und Funktion von Peroxisomen beteiligt sind und durch Mängel mehrerer peroxisomaler Enzyme und in einigen Fällen durch Fehlen oder Verringerung der Anzahl von Peroxisomen gekennzeichnet sind. Die schwerste und wichtigste PBD ist das Zellweger-Spektrum. Die häufigste peroxisomale Störung ist die X-chromosomale Adrenoleukodystrophie (XALD). XALD ist weder ein einzelner peroxisomaler Enzymmangel noch eine PBD. Es ist auf einen Defekt im Transport von VLCFAs durch die peroxisomale Membran zurückzuführen (siehe weiter unten). Die Inzidenz von peroxisomalen Störungen beträgt 1:20,000. Die meisten peroxisomalen Störungen verursachen schwere neurologische Funktionsstörungen aufgrund von ZNS-Fehlbildungen (Migrationsdefekten), Myelinanomalien und neuronaler Degeneration. Nicht-neurologische Manifestationen umfassen dysmorphe Merkmale, Leberfunktionsstörungen und Skelettanomalien. Die wichtigsten biochemischen Anomalien von peroxisomalen Störungen und die Grundlage für ihre Labordiagnose sind die Erhöhung der VLCFAs und die Verringerung der RBC-Plasmalogene.

Alle peroxisomalen Störungen mit Ausnahme der X-verknüpften Adrenoleukodystrophie sind autosomal-rezessiv. Wie bei anderen genetischen Störungen werden mehrere Mutationen jedes Gens beobachtet, von denen einige schwerwiegend und andere milder sind. Mutationen verschiedener Gene können ähnliche Phänotypen verursachen. Die einzigartige Biogenese von Peroxisomen und die vielfältigen Wechselwirkungen von PEX-Genen erklären die genetische und phänotypische Komplexität peroxisomaler Störungen.