Myeloperoxidase ir hemoprotein ar oksireduktāzes enzīmu darbību, kas darbojas šūnu izņemot imūnsistēmu, lai cīnītos pret okupē mikroorganismiem un citiem šūnu procesiem.
Šī lizosomāla peroksidāze ir atrodama zīdītāju granulocītos un monocītos un darbojas ar neitrofilo leikocītu sistēmu, kas ir atkarīga no ūdeņraža peroksīda, un ir daļa no iedzimtas imūnās atbildes komponentiem.
Mieloperoksidāzes fermenta struktūras attēlojums (Avots: Jawahar Swaminathan un MSD darbinieki Eiropas Bioinformatikas institūtā, izmantojot Wikimedia Commons)
Pirmo reizi to aprakstīja Agners, kurš izveidoja sākotnējo terminu "zaļā peroksidāze", jo tas ir ferments ar raksturīgu zaļu krāsu.
Pēc kāda laika tā nosaukums tika mainīts uz mieloperoksidāzi, jo tas ir enzīms, kas raksturīgs šūnām, kuras pieder pie mieloīdām līnijām no kaulu smadzenēm un atrodas dažu dzīvnieku ķermeņa dažādos saistaudos.
Papildus funkcijām imūnsistēmā, lai apkarotu iebrukušos mikroorganismus, mieloperoksidāzes katalizētie reakciju produkti dažādu audu iekaisuma laikā izraisa audu bojājumus.
Tā darbība ir bijusi saistīta arī ar dažu sirds un asinsvadu slimību attīstību un aterosklerozes procesu sākšanās, izplatīšanās un komplikāciju fāzēm, kuras izmanto šo patoloģiju diagnosticēšanai un terapeitiskai iejaukšanās gadījumiem.
raksturojums
Mieloperoksidāzes katalītiskās funkcijas pamatā ir divu Cl-jonu elektronu oksidēšana, lai panāktu HOCl vai hipohlorskābes veidošanos, kas, dzīvu organismu norijot, ir toksiska un var būt pat nāvējoša.
Šis ferments ir īpaši bagātīgs primārajās azurofīlajās granulās polimorfonukleāro leikocītu citoplazmā, kur tas veido vairāk nekā 3% no šo šūnu svara. Tas ir atrodams arī cilvēka monocītos, bet ne audu makrofāgos.
Mieloperoksidāzi kodē 2200 bāzes pāri (2,2 kb) gēns, kas ir atbildīgs par 745 aminoskābju atlikuma prekursora peptīda sintēzi.
Cilvēkiem šis gēns atrodas 17. hromosomā, garās rokas 12–23 reģionā, un tajā ir 12 eksoni un 11 introni.
Šī proteīna sintēze notiek mieloīdās cilmes šūnu diferenciācijas promyelocytic stadijā, un tās translatīvā apstrāde notiek starp endoplazmatisko retikulumu, Golgi kompleksu un plazmas membrānu.
Hēma protezēšanas grupas iekļaušana notiek neatkarīgi no neaktīvā prekursora proteīna pēctranslācijas apstrādes.
Uzbūve
Mieloperoksidāze tiek sintezēta kā glikozilēta prekursora olbaltumviela (ar ogļhidrātu porcijām) aptuveni 90 kDa. Pēc tam to sašķeļ, veidojot divas ķēdes: smago (55–60 kDa) un vieglo (10–15 kDa).
Nobriedis proteīns sastāv no divām smagām un divām vieglām ķēdēm, veidojot 120–160 kDa tetrameru, ar divām identiskām protezēšanas grupām katrā tetramerā.
Smagā ķēde ir 467 aminoskābes gara un atrodas olbaltumvielu C galā, bet vieglo ķēdi veido 108 atlikumi.
Vismaz trīs šī enzīma izoformas ir aprakstītas polimorfonukleārajos leikocītos, kas pazīstami kā I, II un III, un HL-60 promielocītiskajos audzēja šūnās (prekursoru šūnās) ir aprakstītas četras, nosauktas IA, IB, II un III.
I, II un III tipa polimorfonukleāro mieloperoksidāžu molekulmasa ir attiecīgi 120, 115 un 110 kDa, un to aminoskābju sastāvs ievērojami neatšķiras. Viņiem ir liels aspartāta, glutamāta, leicīna un prolīna atlikumu īpatsvars, kā arī aminos cukurs N-acetilglikozamīns saharīda daļā.
Šo fermentu protezēšanas grupa satur dzelzs atomus, un šī metāla saturs mainās atkarībā no pētītajām dzīvnieku sugām. Tiek uzskatīts, ka šī grupa ir kovalenti piesaistīta struktūras smagajām apakšvienībām, kas ir svarīga fermentatīvai darbībai.
Iespējas
Mieloperoksidāze ir daļa no tā dēvētās “mieloperoksidāzes sistēmas”, un tā darbojas iebrukušo mikroorganismu fagocitozes laikā, ko papildina dažādas oksidācijas reakcijas, jo tā ir daļa no fagocītiskajiem vakuoliem.
Šī mieloperoksidāzes sistēma ir iesaistīta baktēriju, vīrusu, parazītu un sēnīšu izvadīšanā.
Sistēmas sastāvdaļas ir enzīms mieloperoksidāze, ūdeņraža peroksīds un oksidējams faktors, piemēram, halogenīds. Ūdeņraža peroksīds tiek iegūts elpošanas laikā caur starpposma superoksīda anjoniem.
Šis peroksīds spēj reaģēt ar mieloperoksidāzi, veidojot tā saukto I savienojumu, kas var "uzbrukt" dažādiem halogenīdiem. Kad I savienojums reaģē ar citām elektronu donoru molekulām, tas kļūst par II savienojumu, bet II savienojums nespēj reaģēt ar halogenīdiem.
Halīdi, kurus izmanto savienojums I, var būt hlorīdi, bromīdi, jodīdi un pseidohalogenīdu tiocianāts; visbiežāk šie enzīmi saskaņā ar eksperimentiem in vivo ir hlorīdi, kas pēc mieloperoksidāzes apstrādes tiek pārveidoti hipohlorskābē un citos atvasinājumos, kas ir spēcīgas "germicidālas" molekulas.
Citas reakcijas, kuras katalizē viens un tas pats enzīms, rada brīvus hidroksilradikāļus, "vienreizējus" skābekļa atomus, kas nav nekas vairāk kā skābekļa atomi uzbudināmā stāvoklī, un ozonu (O3), kam visiem ir baktericīdas aktivitātes.
Slimību attīstībā
Mieloperoksidāzes enzīms ir iesaistīts aterosklerozes veicināšanā un izplatībā, jo tas pastiprina ūdeņraža peroksīda oksidatīvo potenciālu, iegūstot spēcīgus oksidētājus, kas spēj ietekmēt dažādus fenola savienojumus.
Šīs reaktīvās sugas ir iesaistītas audu bojājumu parādīšanās, kas rodas visdažādāko iekaisuma procesu laikā.
Šī fermenta sistēmiskā līmeņa paaugstināšanās tiek izmantota kā koronāro slimību un citu svarīgu sirds stāvokļu diagnostikas marķieris.
Papildus saistībai ar dažām sirds slimībām mieloperoksidāzes defekti pārvēršas arī imūnpatoloģiskos apstākļos, jo tā baktericīdās aktivitātes defekti var izraisīt bīstamas un akūtas sistēmiskas infekcijas.
Atsauces
- Kimura, S., un Ikeda-saito, M. (1988). Cilvēka mieloperoksidāze un vairogdziedzera peroksidāze, divi fermenti ar atsevišķām un atšķirīgām fizioloģiskām funkcijām, ir evolucionāri saistīti vienas gēnu ģimenes locekļi. Olbaltumvielas: struktūra, darbība un bioinformātika, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Mieloperoksidāze. Phagocyte Antimicrobial Systems, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Mieloperoksidāze: draugs un ienaidnieks. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Mieloperoksidāze: tās uzbūve un izpausme mieloīdu diferenciācijas laikā. Asinis, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Mieloperoksidāze un sirds un asinsvadu slimības. Arterioskleroze, tromboze un asinsvadu bioloģija, 25, 1102–1111.
- Toblers, A., un Koefter, HP (1991). Mieloperoksidāze: lokalizācija, struktūra un funkcija. Asins šūnu bioķīmijā (255.-288. Lpp.). Ņujorka: Plenum Press.