JODID PEROKSIDAZA: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Štitnjače peroksidaze ili štitnjače peroksidaze (TPO) je hemo-glikoprotein koji spada u obitelj peroksidaza sisavaca (kao mijeloperoksidaze, lactoperoxidase i drugi) uključeni u putu sinteze hormona štitnjače.

Njegova glavna funkcija je "jodiranje" ostataka tirozina u tireoglobulinu i stvaranje 3-3'-5-trijodtironina (T3) i tiroksina (T4) reakcijom "spajanja". intramolekularni jodirani tirozini.

Shema biosintetskog puta hormona štitnjače u kojem sudjeluje jodid peroksidaza (u oksidaciji jodidnog iona u jod) (Izvor: Mikael Häggström putem Wikimedia Commons)

Trijodtironin i tiroksin dva su hormona koje proizvodi štitna žlijezda i imaju bitne funkcije u razvoju sisavaca, diferencijaciji i metabolizmu. Njezin mehanizam djelovanja ovisi o interakciji njegovih nuklearnih receptora sa specifičnim genskim nizovima njegovih ciljnih gena.

Postojanje enzima jodid peroksidaze potvrđeno je u šezdesetim godinama prošlog stoljeća od strane različitih autora i sada je postignut značajan napredak u određivanju njegove strukture, funkcija i karakteristika gena koji ga kodira. u različitim organizmima.

U većem dijelu literature koji se odnosi na ovaj enzim poznat je kao mikrosomalni "autoantigen" i povezan je s nekim autoimunim bolestima štitnjače.

Zahvaljujući svojim imunogenim karakteristikama, ovaj enzim je ciljna ili ciljna molekula za antitijela prisutna u serumu mnogih pacijenata s patologijama štitnjače, a njegovi nedostaci mogu dovesti do hormonalnih nedostataka koji mogu biti važni patofiziološki gledano.

karakteristike

Jodid peroksidaza kodiran je genom smještenom na kromosomu 2 kod čovjeka, koji je veći od 150 kbp i sastoji se od 17 eksona i 16 introna.

Ovaj transmembranski protein, s jednim segmentom uronjenim u membranu, usko je povezan s mijeloperoksidazom, s kojom dijeli više od 40% sličnosti u sekvenci aminokiselina.

Njegova sinteza odvija se u poliribosomima (skup ribosoma koji je odgovoran za prijevod istog proteina), a zatim se ubacuje u membranu endoplazmatskog retikuluma, gdje prolazi proces glikozilacije.

Jednom sintetizirana i glikozilirana, jodid peroksidaza transportira se u apikalni pol tirocita (stanice štitnjače ili stanice štitnjače), gdje je sposoban izložiti svoj katalitički centar folikularnom lumenu štitnjače.

Regulacija izraza

Ekspresija gena koji kodira tiroidnu peroksidazu ili jodid peroksidazu kontrolira štitnjače specifične transkripcijske faktore kao što su TTF-1, TTF-2 i Pax-8.

Genetski elementi koji omogućuju povećanje ili pojačavanje ekspresije ovog gena kod ljudi opisani su u regijama koje leže na njegovom 5 'kraju, obično među prvih 140 baznih parova ove "bočne" regije.

Postoje i elementi koji potiskuju ili smanjuju ekspresiju ovog proteina, ali za razliku od "pojačivača", oni su opisani niže od genske sekvence.

Velik dio regulacije ekspresije gena jodid peroksidaze odvija se na tkivno specifičan način, a to ovisi o djelovanju cis-djelujućih elemenata koji vežu DNK, poput transkripcijskih faktora TTF-1 i drugih.

Struktura

Ovaj protein s enzimskom aktivnošću ima oko 933 aminokiselinskih ostataka i vanćelijski C-terminalni kraj dugog 197 aminokiselina što dolazi iz izraza drugih genskih modula koji kodiraju ostale glikoproteine.

Njegova molekularna težina iznosi oko 110 kDa i dio je skupine tipa glikoziliranih transmembranskih heme proteina tipa 1, budući da na aktivnom mjestu ima glikozilirani transmembranski segment i heme skupinu.

Struktura ovog proteina ima bar jedan disulfidni most u izvanstaničnoj regiji koji tvori karakterističnu zatvorenu petlju koja je izložena na površini tirocita.

Značajke

Glavna fiziološka funkcija jodid peroksidaze povezana je s njezinim sudjelovanjem u sintezi hormona štitnjače, gdje katalizira "jodiranje" ostataka tirozina monoiodotirosina (MIT) i diiodotirosina (DIT), osim spajanja ostaci jodtirozina u tiroglobulinu.

Što je sinteza hormona štitnjače?

Da bismo razumjeli funkciju enzima štitnjače peroksidaze, potrebno je razmotriti korake hormonske sinteze tamo gdje sudjeluje:

1 -Počinje s transportom jodida do štitnjače i nastavlja se s

2 - Stvaranje oksidacijskog sredstva kao što je vodikov peroksid (H2O2)

3 Naknadno se sintetizira receptorski protein, tiroglobulin

4-jodid se oksidira u stanje veće valencije i tada

5-jodid se veže na ostatke tirozina koji su prisutni u tiroglobulinu

Jodtironini 6-tiroglobulina (vrsta štitnjačnih hormona) nastaju spajanjem jodtirozinskih ostataka

Zatim se 7-tirolobulin pohranjuje i cijepa

8 -Jod se uklanja iz slobodnih jodtirozina i, na kraju, 9-tiroksin i trijodtironin oslobađaju se u krvi; Ti hormoni pokazuju svoje djelovanje interakcijom sa svojim specifičnim receptorima, koji se nalaze na nuklearnoj membrani i koji su sposobni za interakciju s ciljanim slijedima DNA, koji djeluju kao faktori transkripcije.

Kao što se može zaključiti iz poznavanja funkcija dvaju hormona u čijoj sintezi sudjeluje (T3 i T4), jodid peroksidaza ima važne implikacije na fiziološkoj razini.

Manjak oba hormona tijekom ljudskog razvoja stvara oštećenja u rastu i mentalnoj retardaciji, kao i metaboličke neravnoteže u životu odraslih.

Srodne bolesti

Jodid peroksidaza jedan je od glavnih autoantigena štitnjače u ljudi i povezan je s citotoksičnošću posredovanom komplementom. Njegova se funkcija autoantigena ističe u bolesnika s autoimunim bolestima štitnjače.

Na primjer, bolest gihta nastaje zbog nedostatka sadržaja joda tijekom sinteze hormona u štitnjači, što je zauzvrat povezano s nedostatkom jodiranja tiroglobulina kao posljedicom određenih nedostataka jodidne peroksidaze.

Za neke karcinome je karakteristično da imaju promijenjene funkcije jodid peroksidaze, to jest da su razine aktivnosti ovog enzima značajno niže nego u bolesnika koji nisu karcinomi.

Međutim, studije su potvrdile da je riječ o izrazito varijabilnoj karakteristici, koja ne ovisi samo o pacijentu, već o vrsti raka i zahvaćenim regijama.

Reference

1. Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Biosinteza hormona štitnjače: osnovni i klinički aspekti. Napredak u endokrinologiji i metabolizmu, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P., i Nataf, BM (1976). Aktivnost humane štitne peroksidaze u benignim i zloćudnim poremećajima štitnjače. Endokrino društvo, 45 (5), 1089–1096.
3. 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.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Ispitivanja humane jodid peroksidaze: njezina aktivnost u različitim poremećajima štitnjače. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., i Carayon, P. (2006). Strukturni i funkcionalni aspekti peroksidaze štitnjače. Biokemija i biofizika, Arhiv, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Povezanost imunološke strukture i biokemijskih svojstava peroksidaze štitnjače u ljudi. Endokrini pregledi, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Molekularna evolucija štitnjače peroksidaze. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., i Lazar, MA (2000). Mehanizam djelovanja hormona štitnjače. Annu. Vlč. Physiol., 62 (1), 439-466.