Wolne rodniki są produkowane jako normalna część metabolizmu komórkowego. Takie związki obejmują nadtlenki — związki utleniające, które mogą uszkadzać DNA, lipidy i białka. Ten stres oksydacyjny może przyczyniać się do chorób takich jak miażdżyca oraz do procesu starzenia. Peroksydaza glutationowa (GPx) to rodzaj enzymu, który służy jako komórkowy przeciwutleniacz. Redukuje grupę nadtlenkową do stosunkowo niereaktywnej grupy alkoholowej, wykorzystując glutation jako czynnik redukujący, a tym samym chroni komórkę przed uszkodzeniem oksydacyjnym.
Kiedy związek jest utleniany, oddaje elektron. W przypadku związków zawierających tlen powoduje to powstanie niestabilnego związku, który będzie pobierał elektron z pobliskiej substancji, aby się ustabilizować, potencjalnie powodując poważne uszkodzenia składników komórkowych. Nadtlenki to związki składające się z dwóch cząsteczek tlenu połączonych pojedynczym wiązaniem, które są silnie utleniające. Substancje te można zredukować i uczynić mniej szkodliwymi przez enzymy znane jako peroksydazy. Ta aktywność jest ważnym mechanizmem detoksykacji przeciwutleniaczy praktycznie dla wszystkich organizmów żyjących w atmosferze tlenu, w tym mikroorganizmów.
Peroksydazy typu znanego jako peroksydaza chrzanowa mają w swoim miejscu aktywnym grupę hemową zawierającą żelazo. Zamiast tego peroksydaza glutationowa zawiera metaliczny selen w swoim miejscu aktywnym. To jeden z powodów, dla których selen jest potrzebny w diecie człowieka. Ten rodzaj peroksydazy wykorzystuje związek zawierający siarkę glutation do redukcji nadtlenków i ich detoksykacji.
Peroksydaza glutationowa obejmuje rodzinę enzymów. Tak więc istnieje wiele blisko spokrewnionych białek wytwarzanych przez różne ludzkie geny. Różne enzymy wydają się mieć odrębne funkcje. Są one wytwarzane w różnych tkankach i różnią się rodzajem reakcji, w których pośredniczą enzymy.
Osiem różnych typów zostało zidentyfikowanych u ludzi w 2010 roku, wszystkie kodowane przez oddzielne geny. Wydaje się, że formą podstawową jest GPx1. Jest to najpowszechniejszy z tych enzymów i znajduje się w cytozolu większości tkanek ssaków. Ta forma peroksydazy glutationowej jest najbardziej skuteczna w redukcji nadtlenku wodoru w celu wytworzenia wody jako produktu końcowego.
Nadtlenek wodoru to związek często występujący w komórkach, który łatwo ulega degradacji do wolnych rodników. Powstaje w wyniku działania układu odpornościowego zwierząt. Związek ten jest jednak toksyczny i istnieje potrzeba powszechnej obecności enzymu do jego detoksykacji. Na szczęście GPx1 jest powszechnie obecny i spełnia taką rolę, redukując nadtlenek wodoru do wody. Niektóre grupy etniczne mają zmienioną wersję tego enzymu, która poprawia ich odporność na malarię.
Innym rodzajem peroksydazy glutationowej, która jest ważnym enzymem antyoksydacyjnym, jest GPx4. Lipidy mogą być utleniane do wodoronadtlenków, szczególnie szkodliwej formy nadtlenku. Te reaktywne lipidy mogą uszkadzać otaczające je lipidy, prowadząc do potencjalnych stanów, takich jak stany zapalne i choroby serca. Znany również jako wodoronadtlenek fosfolipidów, GPx4 redukuje te uszkodzone lipidy z nadtlenków do alkoholi. Ta forma peroksydazy glutationowej jest również szeroko obecna w komórkach, ale jest wyrażana na niższym poziomie niż GPx1.