JODIDNA PEROKSIDAZA: LASTNOSTI, ZGRADBA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Peroksidaza ščitnice ali ščitnice peroksidazo (TPO) je-hemo-glikoproteina, ki spada v družino peroksidaze sesalcev (kot mieloperoksidaze, lactoperoxidase in drugi), vključenih v poti sinteze ščitničnega hormona.

Njegova glavna funkcija je "jodinacija" ostankov tirozina v tiroglobulinu in tvorba 3-3'-5-trijodtironina (T3) in tiroksina (T4) s pomočjo "spojne" reakcije. intramolekularni jodirani tirozini.

Shema biosintetične poti ščitničnega hormona, pri kateri sodeluje jodid peroksidaza (pri oksidaciji jodidnega iona v jod) (Vir: Mikael Häggström prek Wikimedia Commons)

Trijodtironin in tiroksin sta dva hormona, ki jih proizvaja ščitnica in imata bistvene funkcije pri razvoju, diferenciaciji in presnovi sesalcev. Njegov mehanizem delovanja je odvisen od interakcije njegovih jedrskih receptorjev s specifičnimi genskimi zaporedji njegovih ciljnih genov.

Obstoj encima jodid peroksidaze so v šestdesetih letih prejšnjega stoletja potrdili različni avtorji, pri določanju njegove strukture, funkcij in značilnosti gena, ki ga kodira, pa je bil dosežen velik napredek. v različnih organizmih.

V večini literature, povezane s tem encimom, je znan kot mikrosomalni "avtoantigen" in je povezan z nekaterimi avtoimunskimi boleznimi ščitnice.

Zaradi svojih imunogenih lastnosti je ta encim tarčna ali ciljna molekula za protitelesa, ki so prisotna v serumu številnih bolnikov s patologijami ščitnice, njegove napake pa lahko privedejo do hormonskih pomanjkljivosti, ki so lahko patofiziološko pomembne.

značilnosti

Jodid peroksidaza kodira gen, ki se nahaja na kromosomu 2 pri človeku, ki je večji od 150 kbp in je sestavljen iz 17 eksonov in 16 intronov.

Ta transmembranski protein z enim segmentom, ki je potopljen v membrano, je tesno povezan z mieloperoksidazo, s katero si deli več kot 40% podobnosti zaporedja aminokislin.

Njegova sinteza poteka v poliribosomih (skupek ribosomov, ki so odgovorni za prevajanje istega proteina) in se nato vstavi v membrano endoplazmatskega retikuluma, kjer je podvržen procesu glikozilacije.

Ko se sintetizirana in glikozilirana jodidna peroksidaza transportira do apikalnega pola tirocitov (ščitnične celice ali ščitnične celice), kjer lahko izloči svoj katalitični center folikularnemu lumnu ščitnice.

Regulacija izražanja

Ekspresijo gena, ki kodira ščitnično peroksidazo ali jodid peroksidazo, nadzirajo ščitnični transkripcijski faktorji, kot so TTF-1, TTF-2 in Pax-8.

Genetski elementi, ki omogočajo povečanje ali povečanje izražanja tega gena pri ljudeh, so bili opisani v regijah, ki lovijo 5 'konca le-tega, običajno med prvimi 140 baznimi pari tega "bočnega" območja.

Obstajajo tudi elementi, ki zavirajo ali zmanjšujejo izražanje tega proteina, vendar so bili za razliko od "ojačevalcev" opisani niz genskega zaporedja.

Velik del uravnavanja izražanja genov za jodid peroksidazo se odvija na tkivu in je to odvisno od delovanja elementov, ki vežejo cis-DNA, kot so transkripcijski faktorji TTF-1 in drugi.

Struktura

Ta protein z encimsko aktivnostjo ima okoli 933 aminokislinskih ostankov in zunajcelični C-terminalni konec 197 aminokislin, ki izvira iz izražanja drugih genskih modulov, ki kodirajo druge glikoproteine.

Njegova molekularna teža znaša približno 110 kDa in je del skupine glikoziliranih transmembranskih heme proteinov tipa 1, saj ima na svojem aktivnem mestu glikozilirani transmembranski segment in heme skupino.

Struktura tega proteina ima vsaj en disulfidni most v zunajceličnem območju, ki tvori značilno zaprto zanko, ki je izpostavljena na površini tirocitov.

Lastnosti

Glavna fiziološka funkcija jodidne peroksidaze je povezana z njenim sodelovanjem v sintezi ščitničnega hormona, pri čemer katalizira poleg jodiranja ostanke tirozina monoiodotirozin (MIT) in diiodotirozin (DIT). ostanki jodtirozina v tiroglobulinu.

Kakšna je sinteza ščitničnega hormona?

Da bi razumeli delovanje encima ščitnične peroksidaze, je treba razmisliti o korakih sinteze hormonov, kjer sodeluje:

1-Začne se s transportom jodida na ščitnico in nadaljuje z

2 - Nastajanje oksidanti, kot je vodikov peroksid (H2O2)

3 Nato se sintetizira receptorski protein, tiroglobulin

4-jodid oksidira do višje valenčnega stanja in nato

5-jodid se veže na tirozinske ostanke v tiroglobulinu

6-V tiroglobulinu se jodtironini (vrsta ščitničnih hormonov) tvorijo s povezovanjem ostankov jodtirozina

7-tirolobulin se nato shrani in cepi

8 -Jod se odstrani iz prostih jodtirozinov in na koncu oz.

9-tiroksin in trijodotironin se sproščata v kri; Ti hormoni učinkujejo z interakcijo s svojimi specifičnimi receptorji, ki se nahajajo na jedrski membrani in so sposobni interakcije s ciljnimi zaporedji DNK, ki delujejo kot transkripcijski faktorji.

Kot je mogoče razbrati iz poznavanja funkcij obeh hormonov, v katerih sintezi sodeluje (T3 in T4), ima jodid peroksidaza pomembne posledice na fiziološki ravni.

Pomanjkanje obeh hormonov med človekovim razvojem povzroča napake v rasti in duševno zaostalost, pa tudi presnovna neravnovesja v življenju odraslih.

Sorodne bolezni

Jodidna peroksidaza je eden glavnih avtoantigenov ščitnice pri ljudeh in je povezana s citotoksičnostjo, ki jo posreduje komplement. Pri bolnikih z avtoimunskimi boleznimi ščitnice je poudarjena njegova funkcija avtoantigena.

Bolezen protina je na primer posledica pomanjkanja vsebnosti joda med hormonsko sintezo na ščitnici, kar je bilo povezano s pomanjkanjem jodiranja tiroglobulina kot posledico določenih pomanjkljivosti jodidne peroksidaze.

Za nekatere karcinome je značilno, da imajo spremenjene funkcije jodid peroksidaze, to je, da so ravni tega encima bistveno nižje kot pri bolnikih, ki nimajo raka.

Vendar pa študije potrjujejo, da gre za zelo spremenljivo lastnost, ki ni odvisna samo od pacienta, temveč od vrste raka in prizadetih regij.

Reference

1. Degroot, LJ in Niepomniszcze, H. (1977). Biosinteza ščitničnega hormona: osnovni in klinični vidiki. Napredek v endokrinologiji in presnovi, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P., in Nataf, BM (1976). Dejavnost humane ščitnične peroksidaze pri benignih in malignih motnjah ščitnice. Endokrinsko društvo, 45 (5), 1089–1096.
3. Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Človeška mieloperoksidaza in ščitnična peroksidaza, dva encima z ločenimi in izrazitimi fiziološkimi funkcijami, sta evolucijsko povezana člana iste družine genov. Proteini: struktura, delovanje in bioinformatika, 3, 113–120.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Študije človekove jodidne peroksidaze: njena aktivnost pri različnih motnjah ščitnice. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Strukturni in funkcionalni vidiki ščitnične peroksidaze. Biokemija in biofizika, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Razmerje med imunsko strukturo in biokemijskimi lastnostmi peroksidaze ščitnice pri človeku. Endokrini pregledi, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Molekularna evolucija ščitnične peroksidaze. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., in Lazar, MA (2000). Mehanizem delovanja ščitničnih hormonov. Annu Rev. Fiziol. , 62 (1), 439–466.