Mijclopcroksidazc je hemoproteina s aktivnošću oksidoreduktazu enzima koji djeluje u stanicama koje nisu imunološkog sustava u borbi protiv napada mikroorganizama i ostalih staničnih procesa.
Ova lizosomalna peroksidaza nalazi se u granulocitima i monocitima sisavaca i djeluje u mikrobicidnom sustavu neutrofila ovisnog o vodikovom peroksidu, čineći sastavne dijelove urođenog imunološkog odgovora.
Zastupljenost strukture enzima mieloperoksidaza (Izvor: Jawahar Swaminathan i osoblje MSD-a u Europskom institutu za bioinformatiku putem Wikimedia Commonsa)
Prvi put ga je opisao Agner, koji je skovao početni izraz "zelena peroksidaza", jer je enzim karakteristične zelene boje.
Nešto kasnije njegovo je ime promijenjeno u mijeloperoksidaza, jer je enzim karakterističan za stanice koje pripadaju mijeloidnim lozinama iz koštane srži i prisutan je u različitim vezivnim tkivima tijela nekih životinja.
Uz svoje funkcije u imunološkom sustavu za borbu protiv invazije mikroorganizama, produkti reakcija koje katalizira mijeloperoksidaza uzrokuju oštećenja tkiva tijekom različitih upalnih reakcija.
Njegova aktivnost je također povezana s evolucijom nekih kardiovaskularnih bolesti te tijekom faza pokretanja, širenja i komplikacija aterosklerotskih procesa, što se koristi za dijagnozu i terapijsku intervenciju ovih patologija.
karakteristike
Katalitička funkcija mijeloperoksidaze temelji se na oksidaciji dva elektrona Cl-iona, čime se postiže stvaranje HOCl ili hipokloristične kiseline koja, kada ih organizmi gutaju, toksično i čak može biti smrtonosna.
Ovaj enzim je posebno bogat u primarnim azurofilnim granulama u citoplazmi polimorfonuklearnih leukocita, gdje predstavlja više od 3% težine ovih stanica. Nalazi se i u ljudskim monocitima, ali ne i u makrofazima tkiva.
Mijeloperoksidaza je kodirana genom od 2.200 baznih parova (2.2 kb) koji je odgovoran za sintezu peptida prethodnika 745 aminokiselinskih ostataka.
U ljudi se ovaj gen nalazi na kromosomu 17, u predjelu 12-23 duge ruke, a sadrži 12 egzona i 11 introna.
Sinteza ovog proteina događa se u promielocitnoj fazi diferencijacije stanica mijeloidne loze i njegova posttranslacijska obrada odvija se između endoplazmatskog retikuluma, Golgijevog kompleksa i plazma membrane.
Uključivanje heme protetske skupine događa se neovisno o posttralacijskoj obradi neaktivnog prekursorskog proteina.
Struktura
Mijeloperoksidaza se sintetizira kao glikozilirani prekursorski protein (s udjelima ugljikohidrata) od oko 90 kDa. To se nakon toga cijepa kako bi se oblikovala dva lanca: težak (55-60 kDa) i laki (10-15 kDa).
Zreli protein sastoji se od dva teška i dva lagana lanca, tvoreći 120 do 160 kDa tetramer, s dvije identične protetske skupine u svakom tetrameru.
Teški lanac dugačak je 467 aminokiselina i nalazi se na C-kraju proteina, dok je laki lanac sa 108 ostataka.
U polimorfonuklearnim leukocitima opisane su najmanje tri izoforme ovog enzima, poznate kao I, II i III, a u stanicama HL-60 promielocitnih tumora (stanice prekursora) opisane su četiri, nazvane IA, IB, II i III.
Polimorfonuklearne mijeloperoksidaze tipa I, II i III imaju molekulske mase od 120, 115, odnosno 110 kDa, a njihov se sastav aminokiselina ne razlikuje značajno. Imaju visok udio ostataka aspartata, glutamata, leucina i prolina, kao i amino šećera N-acetilglukozamina u saharidnom dijelu.
Protetska skupina ovih enzima sadrži atome željeza i sadržaj ovog metala varira ovisno o ispitivanim životinjskim vrstama. Smatra se da je ova skupina kovalentno vezana za teške podjedinice strukture, što je važno za enzimsku aktivnost.
Značajke
Mijeloperoksidaza je dio onoga što je poznato kao „mijeloperoksidazni sustav“, a djeluje tijekom fagocitoze invazivnih mikroorganizama, što je popraćeno različitim oksidativnim reakcijama, jer je dio fagocitnih vakuola.
Ovaj sustav mijeloperoksidaze uključen je u uklanjanje bakterija, virusa, parazita i gljivica.
Sastavni dijelovi sustava su enzim mijeloperoksidaza, vodikov peroksid i oksidacijski faktor poput halogenida. Vodikov peroksid nastaje tijekom disanja posrednim anionskim superoksidnim anionima.
Ovaj peroksid je sposoban reagirati s mijeloperoksidazom da tvori ono što je poznato kao spoj I, koji može "napasti" različite halogenide. Kada spoj I reagira s drugim molekulama davatelja elektrona, on postaje spoj II, ali spoj II nije sposoban reagirati s halidima.
Halogenidi spoja koji koristim mogu biti kloridi, bromidi, jodidi i pseudo-halogenid tiocijanat; Najčešći od tih enzima, prema in vivo eksperimentima, su kloridi koji se, nakon što se obrade mijeloperoksidazom, pretvaraju u hipokloroznu kiselinu i druge derivate, koji su snažne "germicidne" molekule.
Ostale reakcije katalizirane istim enzimom stvaraju slobodne hidroksilne radikale, "singletne" atome kisika, koji nisu ništa više od atoma kisika u pobuđenom stanju, i ozona (O3), sve s baktericidnim aktivnostima.
U razvoju bolesti
Enzim mijeloperoksidaza uključen je u promociju i širenje ateroskleroze, jer pojačava oksidativni potencijal vodikovog peroksida stvarajući snažne oksidante koji mogu utjecati na različite fenolne spojeve.
Te reaktivne vrste sudjeluju u pojavama lezija tkiva koje nastaju tijekom velikog broja upalnih stanja.
Povećanje sistemskih razina ovog enzima koristi se kao dijagnostički marker za postojanje koronarne srčane bolesti i drugih važnih srčanih stanja.
Pored povezanosti s nekim srčanim bolestima, oštećenja mijeloperoksidaze pretvaraju se i u imunološka patološka stanja, jer oštećenja u baktericidnom djelovanju mogu rezultirati opasnim i akutnim sistemskim infekcijama.
Reference
- Kimura, S., Ikeda-saito, M. (1988). Ljudska mijeloperoksidaza i peroksidaza štitnjače, dva enzima s odvojenim i jasnim fiziološkim funkcijama, evolucijski su povezani iz iste gene gene. Proteini: struktura, funkcija i bioinformatika, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Mijclopcroksidazc. Fagocitni antimikrobni sustavi, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Mijeloperoksidaza: prijatelj i neprijatelj. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., i Pertcheck, M. (1985). Mijeloperoksidaza: njezina struktura i ekspresija tijekom mijeloidne diferencijacije. Krv, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Mijeloperoksidaza i kardiovaskularna bolest. Arterioskleroza, tromboza i vaskularna biologija, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., i Koefter, HP (1991). Mijeloperoksidaza: lokalizacija, struktura i funkcija. U biokemiji krvnih stanica (str. 255-288). New York: Plenum Press.