PEROKSYDAZA JODKOWA: CHARAKTERYSTYKA, BUDOWA, FUNKCJE - BIOLOGIA - 2026

Peroksydaza tarczycy lub tarczycy peroksydazy (TPO) jest hemodializy glikoproteiny należące do rodziny peroksydazy ssaków (w mieloperoksydazę, laktoperoksydazę i innych), które działają w szlaku syntezy hormonów tarczycy.

Jej główną funkcją jest „jodowanie” reszt tyrozyny w tyrooglobulinie oraz tworzenie 3-3'-5-trijodotyroniny (T3) i tyroksyny (T4) poprzez reakcję „sprzęgania”. wewnątrzcząsteczkowe tyrozyny jodowane.

Schemat szlaku biosyntezy hormonów tarczycy, w którym bierze udział peroksydaza jodkowa (w utlenianiu jonu jodkowego do jodu) (źródło: Mikael Häggström via Wikimedia Commons)

Trójjodotyronina i tyroksyna to dwa hormony wytwarzane przez tarczycę, które pełnią podstawowe funkcje w rozwoju, różnicowaniu i metabolizmie ssaków. Jego mechanizm działania zależy od interakcji jego receptorów jądrowych z określonymi sekwencjami genów docelowych genów.

Istnienie enzymu peroksydazy jodkowej zostało potwierdzone w latach 60. XX wieku przez różnych autorów, a obecnie poczyniono znaczne postępy w określaniu jego struktury, funkcji i właściwości kodującego go genu. w różnych organizmach.

W dużej części literatury związanej z tym enzymem jest on znany jako mikrosomalny „autoantygen” i jest powiązany z niektórymi autoimmunologicznymi chorobami tarczycy.

Enzym ten, dzięki swoim właściwościom immunogennym, jest docelową lub docelową cząsteczką dla przeciwciał obecnych w surowicy wielu pacjentów z chorobami tarczycy, a jego wady mogą prowadzić do niedoborów hormonalnych, które mogą mieć znaczenie patofizjologiczne.

cechy

Peroksydaza jodkowa jest kodowana przez gen zlokalizowany na chromosomie 2 u ludzi, którego wielkość przekracza 150 kpz i składa się z 17 eksonów i 16 intronów.

To białko przezbłonowe, z pojedynczym segmentem zanurzonym w błonie, jest blisko spokrewnione z mieloperoksydazą, z którą ma ponad 40% podobieństwa sekwencji aminokwasów.

Jego synteza zachodzi w poliryboosomach (zbiorze rybosomów odpowiedzialnych za translację tego samego białka), a następnie jest wprowadzana do błony retikulum endoplazmatycznego, gdzie podlega procesowi glikozylacji.

Po zsyntetyzowaniu i glikozylacji peroksydaza jodkowa jest transportowana do wierzchołkowego bieguna tyreocytów (komórek tarczycy lub komórek tarczycy), gdzie jest zdolna do odsłonięcia swojego centrum katalitycznego do światła pęcherzykowego tarczycy.

Regulacja ekspresji

Ekspresja genu kodującego peroksydazę tarczycową lub peroksydazę jodkową jest kontrolowana przez specyficzne dla tarczycy czynniki transkrypcyjne, takie jak TTF-1, TTF-2 i Pax-8.

Elementy genetyczne, które umożliwiają zwiększenie lub wzmocnienie ekspresji tego genu u ludzi, opisano w regionach flankujących jego koniec 5 ', zwykle wśród pierwszych 140 par zasad tego „flankującego” regionu.

Istnieją również elementy, które tłumią lub zmniejszają ekspresję tego białka, ale w przeciwieństwie do „wzmacniaczy”, zostały one opisane poniżej sekwencji genu.

Duża część regulacji ekspresji genów peroksydazy jodkowej zachodzi w sposób tkankowo-specyficzny, a to zależy od działania elementów wiążących DNA działających w cis, takich jak czynniki transkrypcyjne TTF-1 i inne.

Struktura

To białko o aktywności enzymatycznej ma około 933 reszt aminokwasowych i zewnątrzkomórkowy koniec C o długości 197 aminokwasów, który pochodzi z ekspresji innych modułów genów, które kodują inne glikoproteiny.

Jego masa cząsteczkowa wynosi około 110 kDa i jest częścią grupy glikozylowanych transbłonowych białek hemowych typu 1, ponieważ ma glikozylowany segment transbłonowy i grupę hemową w miejscu aktywnym.

Struktura tego białka ma co najmniej jeden mostek dwusiarczkowy w obszarze zewnątrzkomórkowym, który tworzy charakterystyczną zamkniętą pętlę, która jest odsłonięta na powierzchni tyrocytów.

cechy

Główna funkcja fizjologiczna peroksydazy jodkowej związana jest z jej udziałem w syntezie hormonu tarczycy, gdzie katalizuje ona „jodowanie” reszt tyrozynowych monoiodotyrozyny (MIT) i dijodotyrozyny (DIT), oprócz sprzęgania reszty jodotyrozyny w tyreoglobulinie.

Jaka jest synteza hormonu tarczycy?

Aby zrozumieć funkcję enzymu peroksydazy tarczycy, należy wziąć pod uwagę etapy syntezy hormonalnej, w których uczestniczy:

1-Rozpoczyna się transportem jodku do tarczycy i trwa dalej

2-Wytwarzanie środka utleniającego, takiego jak nadtlenek wodoru (H2O2)

3-Następnie syntetyzowane jest białko receptorowe tyroglobulina

4-Jodek jest następnie utleniany do wyższego stanu walencyjnego

5-jodek wiąże się z resztami tyrozyny obecnymi w tyreoglobulinie

6-W tyreoglobulinie jodotyroniny (rodzaj hormonów tarczycy) powstają przez sprzężenie reszt jodotyrozyny

Następnie 7-tyroglobulina jest przechowywana i rozszczepiana

8-Jod jest usuwany z wolnych jodotyrozyn i na koniec

9-tyroksyna i trójjodotyronina są uwalniane do krwi; Hormony te wywierają swoje działanie poprzez interakcję z ich specyficznymi receptorami, które znajdują się na błonie jądrowej i które są zdolne do interakcji z docelowymi sekwencjami DNA, pełniąc rolę czynników transkrypcyjnych.

Jak można wywnioskować ze znajomości funkcji dwóch hormonów, w których syntezie bierze udział (T3 i T4), peroksydaza jodkowa ma ważne implikacje na poziomie fizjologicznym.

Brak obu hormonów podczas rozwoju człowieka powoduje zaburzenia wzrostu i upośledzenie umysłowe, a także zaburzenia równowagi metabolicznej w życiu dorosłym.

Powiązane choroby

Peroksydaza jodkowa jest jednym z głównych autoantygenów tarczycy u ludzi i jest związana z cytotoksycznością zależną od układu dopełniacza. Jego funkcja jako autoantygenu jest podkreślona u pacjentów z chorobami autoimmunologicznymi tarczycy.

Na przykład choroba dny moczanowej jest spowodowana niedoborem zawartości jodu podczas syntezy hormonów w tarczycy, co z kolei jest związane z niedoborem jodowania tyreoglobuliny w wyniku pewnych defektów peroksydazy jodkowej.

Niektóre raki charakteryzują się zmienionymi funkcjami peroksydazy jodkowej, to znaczy poziomy aktywności tego enzymu są znacznie niższe niż u pacjentów bez raka.

Jednak badania potwierdziły, że jest to wysoce zmienna cecha, która zależy nie tylko od pacjenta, ale także od rodzaju raka i dotkniętych nim regionów.

Bibliografia

1. Degroot, LJ i Niepomniszcze, H. (1977). Biosynteza hormonu tarczycy: aspekty podstawowe i kliniczne. Progress in Endocrinology and Metabolism, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P. i Nataf, BM (1976). Aktywność ludzkiej peroksydazy tarczycy w łagodnych i złośliwych zaburzeniach tarczycy. The Endocrine Society, 45 (5), 1089–1096.
3. Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Ludzka mieloperoksydaza i peroksydaza tarczycy, dwa enzymy o odrębnych i wyraźnych funkcjach fizjologicznych, są ewolucyjnie powiązanymi członkami tej samej rodziny genów. Białka: struktura, funkcja i bioinformatyka, 3, 113–120.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H. i Ishizuki, Y. (1975). Badania ludzkiej peroksydazy jodkowej: jej aktywność w różnych zaburzeniach tarczycy. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J. i Carayon, P. (2006). Strukturalne i funkcjonalne aspekty peroksydazy tarczycowej. Archives of Biochemistry and Biophysics, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M. i Carayon, P. (2015). Związek między strukturą immunologiczną a właściwościami biochemicznymi ludzkiej peroksydazy tarczycowej. Endocrine Reviews, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Ewolucja molekularna peroksydazy tarczycowej. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J. i Lazar, MA (2000). Mechanizm działania hormonów tarczycy. Annu. Rev. Physiol. , 62 (1), 439-466.