JODĪDA PEROKSIDĀZE: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Vairogdziedzera peroksidāzi vai vairogdziedzera peroksidāzi (TPO) ir HEMO-glikoproteīnu, kas pieder pie saimes zīdītāju peroxidases (kā myeloperoxidase, laktoperoksidāzi un citi), kas iesaistītas sintēzē, vairogdziedzera hormonu.

Tās galvenā funkcija ir tirozīna atlikumu "jodēšana" tireoglobulīnā un 3-3'-5-trijodtironīna (T3) un tiroksīna (T4) veidošanās, izmantojot "savienojuma" reakciju. jodu tirozīnu intramolekulāri.

Vairogdziedzera hormonu biosintēzes ceļa shēma, kurā piedalās jodīda peroksidāze (jodīda jonu oksidēšanā uz jodu) (Avots: Mikael Häggström, izmantojot Wikimedia Commons)

Trijodtironīns un tiroksīns ir divi hormoni, ko ražo vairogdziedzeris, kuriem ir būtiskas funkcijas zīdītāju attīstībā, diferenciācijā un metabolismā. Tās darbības mehānisms ir atkarīgs no tā kodolreceptoru mijiedarbības ar mērķa gēnu specifiskām gēnu sekvencēm.

Enzīma jodīda peroksidāzes esamību 1960. gados apstiprināja dažādi autori, un tagad ir panākts ievērojams progress, nosakot tā struktūru, funkcijas un to kodējošā gēna īpašības. dažādos organismos.

Lielā daļā literatūras, kas saistīta ar šo enzīmu, to sauc par mikrosomālu "autoantigēnu" un tas ir saistīts ar dažām autoimūnām vairogdziedzera slimībām.

Pateicoties tā imūnogeniskajām īpašībām, šis ferments ir mērķa vai mērķa molekula antivielām, kas atrodas daudzu pacientu ar vairogdziedzera slimībām serumā, un tā defekti var izraisīt hormonālas nepilnības, kas var būt patofizioloģiski nozīmīgas.

raksturojums

Jodīda peroksidāzi kodē gēns, kas atrodas uz 2. hromosomas cilvēkiem un ir lielāks par 150 kbp un sastāv no 17 eksoniem un 16 introniem.

Šis transmembranais proteīns ar vienu segmentu, kas iegremdēts membrānā, ir cieši saistīts ar mieloperoksidāzi, ar kuru tam ir vairāk nekā 40% aminoskābju secības līdzības.

Tās sintēze notiek poliribosomās (ribosomu kopums, kas ir atbildīga par tā paša proteīna tulkošanu), un pēc tam to ievieto endoplazmatiskā retikuluma membrānā, kur notiek glikozilācijas process.

Pēc tam, kad jodīda peroksidāze ir sintezēta un glikozēta, to transportē uz tirocītu (vairogdziedzera šūnām vai vairogdziedzera šūnām) apikālajiem poliem, kur tā katalītisko centru spēj pakļaut vairogdziedzera folikulu lūmenam.

Izteiksmes regulēšana

Vairogdziedzera peroksidāzi vai jodīda peroksidāzi kodējošā gēna ekspresiju kontrolē ar vairogdziedzeri specifiski transkripcijas faktori, piemēram, TTF-1, TTF-2 un Pax-8.

Ģenētiskie elementi, kas ļauj palielināt vai pastiprināt šī gēna ekspresiju cilvēkos, ir aprakstīti reģionos, kas ir aiz tā 5'-gala, parasti starp pirmajiem 140 bāzes pāriem šajā "blakus esošajā" reģionā.

Ir arī elementi, kas nomāc vai samazina šī proteīna ekspresiju, taču atšķirībā no "pastiprinātājiem" tie ir aprakstīti gēnu sekvences lejpus.

Liela daļa jodīda peroksidāzes gēnu ekspresijas regulēšanas notiek audiem raksturīgā veidā, un tas ir atkarīgs no cis iedarbības DNS saistošo elementu, piemēram, transkripcijas faktoru TTF-1 un citu, darbības.

Uzbūve

Šim proteīnam ar fermentatīvo aktivitāti ir aptuveni 933 aminoskābju atlikumi un 197 aminoskābju ārpusšūnu C-gala beigas, kas nāk no citu gēnu moduļu ekspresijas, kas kodē citus glikoproteīnus.

Tās molekulmasa ir aptuveni 110 kDa un ietilpst 1. tipa glikozilētu transmembranālo hema olbaltumvielu grupā, jo tās aktīvajā vietā ir glikozilēts transmembranālais segments un hema grupa.

Šī proteīna struktūrai ir vismaz viens disulfīdu tilts ārpusšūnu reģionā, kas veido raksturīgu slēgtu cilpu, kas ir pakļauta tirocītu virsmai.

Iespējas

Jodīda peroksidāzes galvenā fizioloģiskā funkcija ir saistīta ar tās līdzdalību vairogdziedzera hormonu sintēzē, kur tā papildus monoiodotirozīna (MIT) un diiodotirozīna (DIT) tirozes atlikumu “jodēšanai” katalizē arī jodtirozīna atlikumi tireoglobulīnā.

Kāda ir vairogdziedzera hormonu sintēze?

Lai izprastu vairogdziedzera peroksidāzes enzīma funkciju, ir jāapsver hormonālās sintēzes posmi, kur tas piedalās:

1-Tas sākas ar jodīda transportēšanu uz vairogdziedzeri un turpinās ar

2-oksidētāja, piemēram, ūdeņraža peroksīda (H2O2), veidošana

3-Pēc tam tiek sintezēts receptoru proteīns - tireoglobulīns

4-Jodīds tiek oksidēts augstākā valences stāvoklī un pēc tam

5-jodīds saistās ar tirozīna atlikumiem, kas atrodas tireoglobulīnā

6-tireoglobulīnā jodotironīni (vairogdziedzera hormonu veids) veidojas, savienojot jodotyrosine atlikumus

Tad 7-tiroglobulīns tiek glabāts un sadalīts

8 -Jods tiek noņemts no brīvajiem jodtirozīniem un, visbeidzot,

9-tiroksīns un trijodtironīns izdalās asinīs; Šie hormoni iedarbojas, mijiedarbojoties ar tiem specifiskajiem receptoriem, kas atrodas uz kodolenerģijas membrānas un kuri spēj mijiedarboties ar mērķa DNS sekvencēm, darbojoties kā transkripcijas faktori.

Kā var secināt no zināšanām par to divu hormonu funkcijām, kuru sintēzē tas piedalās (T3 un T4), jodīda peroksidāzei ir būtiska ietekme fizioloģiskā līmenī.

Abu hormonu trūkums cilvēka attīstības laikā rada augšanas un garīgās atpalicības defektus, kā arī metabolisma nelīdzsvarotību pieaugušo dzīvē.

Saistītās slimības

Jodīda peroksidāze ir viens no galvenajiem vairogdziedzera autoantigēniem cilvēkiem un ir saistīta ar komplementa sistēmas izraisītu citotoksicitāti. Tā funkcija kā autoantigēns tiek izcelta pacientiem ar vairogdziedzera autoimūnām slimībām.

Podagras slimība, piemēram, ir saistīta ar joda satura trūkumu hormonālās sintēzes laikā vairogdziedzerī, kas savukārt ir bijis saistīts ar tireoglobulīna jodēšanas trūkumu noteiktu jodīda peroksidāzes defektu rezultātā.

Dažām karcinomām ir raksturīgas izmainītas jodīda peroksidāzes funkcijas, tas ir, šī enzīma aktivitātes līmenis ir ievērojami zemāks nekā pacientiem, kas nav vēzi.

Tomēr pētījumi ir apstiprinājuši, ka tā ir ļoti mainīga īpašība, kas ir atkarīga ne tikai no pacienta, bet arī no vēža veida un skartajiem reģioniem.

Atsauces

1. Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Vairogdziedzera hormonu biosintēze: pamata un klīniskie aspekti. Endokrinoloģijas un metabolisma progress, 26. (6), 665–718.
2. Fragu, P., & Nataf, BM (1976). Cilvēka vairogdziedzera peroksidāzes aktivitāte labdabīgu un ļaundabīgu vairogdziedzera patoloģiju gadījumos. Endokrīnā biedrība, 45 (5), 1089–1096.
3. 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.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Cilvēka jodīda peroksidāzes pētījumi: tā darbība dažādos vairogdziedzera darbības traucējumos. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Vairogdziedzera peroksidāzes strukturālie un funkcionālie aspekti. Bioķīmijas un biofizikas arhīvs, 445, 269. – 277.
6. Rufs, J., Touberts, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Cilvēka vairogdziedzera peroksidāzes imunoloģiskās struktūras un bioķīmisko īpašību saistība. Endokrīnās sistēmas pārskati, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurogs, A. (1999). Vairogdziedzera peroksidāzes molekulārā evolūcija. Biochimie, 81, 557–562.
8. Džans, Dž., Un Lazars, MA (2000). Vairogdziedzera hormonu darbības mehānisms. Annu. Sv. Fiziols. , 62 (1), 439-466.