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I perossisomi esercitano molte azioni che vanno dall'ossidazione degli acidi grassi a lunga catena (detta beta-ossidazione), alla sintesi del colesterolo e degli acidi biliari nelle cellule epatiche, alla produzione di plasmalogeni. Intervengono altresì nel metabolismo degli amminoacidi e delle purine e prendono parte al processo di smaltimento dei composti metabolici tossici.
I perossisomi elaborano al loro interno il perossido di idrogeno (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>), (da cui presero il nome) a seguito dei processi di ossidazione, catalizzati da vari enzimi ([[urato ossidasi]], [[(S)-2-idrossiacido ossidasi|glicolato ossidasi]], [[amminoacido ossidasi]]) che per svolgersi necessitano di ossigeno molecolare (O<sub>2</sub>). Il perossido di idrogeno è altamente reattivo ed ha azione ossidante per cui viene subito eliminato dall'enzima [[catalasi]] (uno dei più rappresentati) che catalizza la seguente reazione:
2 H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> → O<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O
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