- vlastnosti
- Regulácia výrazu
- štruktúra
- Vlastnosti
- Aká je syntéza hormónu štítnej žľazy?
- Súvisiace choroby
- Referencie
Peroxidáza štítnej žľazy alebo thyroidný peroxidáza (TPO) je hemo-glykoproteínu ktoré patria do rodiny cicavčích peroxidázy (ako myeloperoxidáze, laktoperoxidáza a ďalšie) sa podieľajú na biosyntéze hormónov štítnej žľazy.
Jeho hlavnou funkciou je „jodácia“ tyrozínových zvyškov v tyreoglobulíne a tvorba 3-3'-5-trijódtyronínu (T3) a tyroxínu (T4) prostredníctvom „kopulačnej“ reakcie. intramolekulárne jódované tyrozíny.
Schéma biosyntetickej dráhy hormónov štítnej žľazy, na ktorej sa zúčastňuje jodidperoxidáza (pri oxidácii jodidového iónu na jód) (Zdroj: Mikael Häggström prostredníctvom Wikimedia Commons)
Trijódtyronín a tyroxín sú dva hormóny produkované štítnou žľazou, ktoré majú základné funkcie pri vývoji, diferenciácii a metabolizme cicavcov. Jeho mechanizmus účinku závisí od interakcie jeho jadrových receptorov so špecifickými génovými sekvenciami cieľových génov.
Existencia enzýmu jodid peroxidáza bola potvrdená v 60. rokoch rôznymi autormi a teraz sa dosiahol značný pokrok pri určovaní jej štruktúry, jej funkcií a charakteristík génu, ktorý ju kóduje. v rôznych organizmoch.
Vo veľkej časti literatúry súvisiacej s týmto enzýmom je známy ako mikrozomálny „autoantigén“ a súvisí s niektorými autoimunitnými ochoreniami štítnej žľazy.
Vďaka svojim imunogénnym vlastnostiam je tento enzým cieľovou alebo cieľovou molekulou protilátok prítomných v sére mnohých pacientov s ochorením štítnej žľazy a jeho defekty môžu viesť k hormonálnym nedostatkom, ktoré môžu byť patofyziologicky dôležité.
vlastnosti
Jodid peroxidáza je kódovaná génom umiestneným na chromozóme 2 u ľudí, ktorý je väčší ako 150 kbp a je zložený zo 17 exónov a 16 intrónov.
Tento transmembránový proteín s jediným segmentom ponoreným v membráne úzko súvisí s myeloperoxidázou, s ktorou zdieľa viac ako 40% podobnosť aminokyselinovej sekvencie.
K jeho syntéze dochádza v polyribozómoch (súbor ribozómov, ktoré sú zodpovedné za transláciu toho istého proteínu) a potom je vložený do membrány endoplazmatického retikula, kde podlieha procesu glykozylácie.
Po syntéze a glykozylácii je jodidperoxidáza transportovaná do apikálneho pólu tyreocytov (bunky štítnej žľazy alebo bunky štítnej žľazy), kde je schopná vystaviť svoje katalytické centrum folikulárnemu lúmenu štítnej žľazy.
Regulácia výrazu
Expresia génu kódujúceho tyroidnú peroxidázu alebo jodid peroxidázu je riadená transkripčnými faktormi špecifickými pre štítnu žľazu, ako je TTF-1, TTF-2 a Pax-8.
Genetické prvky, ktoré umožňujú zvýšiť alebo zosilniť expresiu tohto génu u ľudí, boli opísané v oblastiach, ktoré ohraničujú jeho 5 'koniec, obvykle medzi prvých 140 párov báz tejto „hraničnej" oblasti.
Existujú tiež prvky, ktoré potláčajú alebo znižujú expresiu tohto proteínu, ale na rozdiel od „zosilňovačov“ boli tieto látky opísané za génovou sekvenciou.
Veľká časť regulácie expresie génu jodid peroxidázy sa vyskytuje tkanivovo špecifickým spôsobom, a to závisí od pôsobenia cis-pôsobiacich prvkov viažucich DNA, ako sú transkripčné faktory TTF-1 a ďalšie.
štruktúra
Tento proteín s enzymatickou aktivitou má asi 933 aminokyselinových zvyškov a extracelulárny C-terminálny koniec 197 aminokyselín, ktorý pochádza z expresie iných génových modulov, ktoré kódujú iné glykoproteíny.
Jeho molekulová hmotnosť je približne 110 kDa a je súčasťou skupiny glykozylovaných transmembránových proteínov hemu typu 1, pretože má na svojom aktívnom mieste glykozylovaný transmembránový segment a hemovú skupinu.
Štruktúra tohto proteínu má najmenej jeden disulfidový mostík v extracelulárnej oblasti, ktorý tvorí charakteristickú uzavretú slučku, ktorá je exponovaná na povrchu tyrocytov.
Vlastnosti
Hlavná fyziologická funkcia jodidperoxidázy je spojená s jej účasťou na syntéze tyreoidálneho hormónu, kde okrem kondenzácie katalyzuje „jodáciu“ tyrozínových zvyškov monoodotyrozínu (MIT) a diiodotyrozínu (DIT). zvyšky jódtyrozínu v tyreoglobulíne.
Aká je syntéza hormónu štítnej žľazy?
Aby sme pochopili funkciu enzýmu tyreoxidázy, je potrebné vziať do úvahy kroky hormonálnej syntézy, na ktorých sa zúčastňuje:
1-Začína sa transportom jodidu do štítnej žľazy a pokračuje sa
2-Generovanie oxidačného činidla, ako je peroxid vodíka (H2O2)
3-Následne sa syntetizuje receptorový proteín, tyreoglobulín
4-Jodid sa potom oxiduje na vyšší valenčný stav a potom
5-jodid sa viaže na tyrozínové zvyšky prítomné v tyreoglobulíne
6-V tyreoglobulínu sa jódtyroníny (typ tyreoidálnych hormónov) vytvárajú kondenzáciou jódtyrozínových zvyškov
Potom sa 7-tyroglobulín uloží a štiepi
8-Jód sa odstráni z voľných jódtyrozínov a nakoniec
9-Tyroxín a trijódtyronín sa uvoľňujú do krvi; Tieto hormóny uplatňujú svoje účinky interakciou so svojimi špecifickými receptormi, ktoré sa nachádzajú na jadrovej membráne a sú schopné interagovať s cieľovými sekvenciami DNA, ktoré fungujú ako transkripčné faktory.
Ako je možné odvodiť zo znalosti funkcií dvoch hormónov, na ktorých syntéze sa podieľa (T3 a T4), má jodidperoxidáza významné dôsledky na fyziologickej úrovni.
Nedostatok obidvoch hormónov počas vývoja človeka spôsobuje poruchy rastu a mentálnej retardácie, ako aj metabolickú nerovnováhu v živote dospelých.
Súvisiace choroby
Jodid peroxidáza je jedným z hlavných autoantigénov štítnej žľazy u ľudí a je spojená s cytotoxicitou sprostredkovanou komplementom. Jeho funkcia autoantigénu je zvýraznená u pacientov s autoimunitnými ochoreniami štítnej žľazy.
Dna, napríklad, je spôsobená nedostatkom obsahu jódu počas hormonálnej syntézy v štítnej žľaze, čo zasa súvisí s nedostatkom v jodácii tyroglobulínu v dôsledku určitých defektov v jodidperoxidáze.
Niektoré karcinómy sa vyznačujú tým, že majú zmenené funkcie jodid peroxidázy, to znamená, že hladiny aktivity tohto enzýmu sú výrazne nižšie ako u pacientov bez rakoviny.
Štúdie však potvrdili, že ide o vysoko variabilnú charakteristiku, ktorá závisí nielen od pacienta, ale aj od typu rakoviny a postihnutých oblastí.
Referencie
- Degroot, LJ, a Niepomniszcze, H. (1977). Biosyntéza hormónu štítnej žľazy: základné a klinické aspekty. Pokrok v endokrinológii a metabolizme, 26 (6), 665–718.
- Fragu, P. a Nataf, BM (1976). Činnosť ľudskej tyroidnej peroxidázy pri benígnych a malígnych poruchách štítnej žľazy. Endokrinná spoločnosť, 45 (5), 1089 - 1096.
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Ľudská myeloperoxidáza a tyroidná peroxidáza, dva enzýmy so samostatnými a zreteľnými fyziologickými funkciami, sú evolučne príbuznými členmi rovnakej génovej rodiny. Proteíny: Štruktúra, funkcia a bioinformatika, 3, 113 - 120.
- Nagasaka, A., Hidaka, H. a Ishizuki, Y. (1975). Štúdie ľudskej jodid peroxidázy: jej aktivita pri rôznych poruchách štítnej žľazy. Clinica Chimica Acta, 62, 1-4.
- Ruf, J. a Carayon, P. (2006). Štrukturálne a funkčné aspekty peroxidázy štítnej žľazy. Archív biochémie a biofyziky, 445, 269 - 277.
- Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M. a Carayon, P. (2015). Vzťah medzi imunologickou štruktúrou a biochemickými vlastnosťami ľudskej tyroidnej peroxidázy. Endocrine Reviews, 125 (3), 1211 - 1218.
- Taurog, A. (1999). Molekulárny vývoj tyroidnej peroxidázy. Biochimie, 81, 557 - 562.
- Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Mechanizmus pôsobenia hormónov štítnej žľazy. Annu. Physiol. , 62 (1), 439 - 466.