На миелопероксидаза е hemoprotein с оксидоредуктаза ензимна активност, който функционира в клетки, различни от имунната система за борба нахлуването на микроорганизми и други клетъчни процеси.
Тази лизозомална пероксидаза се намира в гранулоцити и моноцити на бозайници и упражнява функции в микробицидната система от неутрофили, зависима от водородния пероксид, като представлява част от компонентите на вродения имунен отговор.
Представяне на структурата на ензима Myeloperoxidase (Източник: Jawahar Swaminathan и MSD персонал в Европейския институт по биоинформатика чрез Wikimedia Commons)
Той е описан за първи път от Агнер, който въвежда първоначалния термин "зелена пероксидаза", тъй като е ензим с характерен зелен цвят.
Известно време по-късно името му е променено на миелопероксидаза, тъй като е ензим, характерен за клетките, принадлежащи към миелоидните линии от костния мозък и присъстващи в различни съединителни тъкани на тялото на някои животни.
В допълнение към функциите си в имунната система за борба с нахлуващи микроорганизми, продуктите на реакции, катализирани от миелопероксидаза, причиняват увреждане на тъканите по време на различни възпалителни реакции.
Дейността му също е свързана с развитието на някои сърдечно-съдови заболявания и по време на фазите на започване, размножаване и усложняване на атеросклеротичните процеси, което се използва за диагностициране и терапевтична намеса на тези патологии.
характеристики
Каталитичната функция на миелопероксидазата се основава на окисляването на два електрона на Cl-йона, за да се постигне образуването на HOCl или хипохлорна киселина, която при поглъщане от живи организми е токсична и дори може да бъде смъртоносна.
Този ензим е особено изобилен в първичните азурофилни гранули в цитоплазмата на полиморфонуклеарните левкоцити, където представлява повече от 3% от теглото на тези клетки. Той се намира и в човешките моноцити, но не и в тъканите макрофаги.
Миелопероксидазата е кодирана от 2 200 базови двойки (2,2 kb) ген, който е отговорен за синтеза на 745 аминокиселинен остатъчен пептид.
При хората този ген се намира на хромозома 17, в областта 12-23 на дългата ръка и съдържа 12 екзона и 11 интрона.
Синтезът на този протеин протича в промеелоцитен стадий на диференциация на клетките на миелоидната линия и неговата посттранслационна обработка се осъществява между ендоплазмения ретикулум, комплекса Голджи и плазмената мембрана.
Включването на хемопротезната група става независимо от посттранслационната обработка на неактивния протеин прекурсор.
структура
Миелопероксидазата се синтезира като гликозилиран прекурсорен протеин (с въглехидратни части) от около 90 kDa. Впоследствие се разцепва, за да образува две вериги: тежка (55-60 kDa) и лека (10-15 kDa).
Зрелият протеин е съставен от две тежки и две леки вериги, образуващи 120-160 kDa тетрамер, с две еднакви протетични групи във всеки тетрамер.
Тежката верига е дълга 467 аминокиселини и е на С-края на протеина, докато лека верига е съставена от 108 остатъка.
В полиморфонуклеарните левкоцити са описани поне три изоформи на този ензим, известни като I, II и III, а в HL-60 промиелоцитни туморни клетки (предшественици) са описани четири, наречени IA, IB, II и III.
Полиморфонуклеарните миелопероксидази тип I, II и III имат молекулно тегло съответно 120, 115 и 110 kDa и съставът на аминокиселините им не варира значително. Те имат висок дял остатъци от аспартат, глутамат, левцин и пролин, както и амино захарта N-ацетилглюкозамин в захаридната част.
Протетичната група на тези ензими съдържа железни атоми и съдържанието на този метал варира в зависимост от изследваните животински видове. Смята се, че тази група е ковалентно прикрепена към тежките субединици на структурата, което е важно за ензимната активност.
Характеристика
Миелопероксидазата е част от това, което е известно като „миелопероксидазна система“ и действа по време на фагоцитоза на нахлуващи микроорганизми, което е придружено от различни окислителни реакции, тъй като е част от фагоцитни вакуоли.
Тази миелопероксидазна система участва в елиминирането на бактерии, вируси, паразити и гъбички.
Компонентите на системата са ензимът миелопероксидаза, водороден пероксид и окисляващ фактор като халид. Водородният пероксид се получава по време на дишане чрез междинни супероксидни аниони.
Този пероксид е способен да реагира с миелопероксидаза, за да образува това, което е известно като съединение I, което може да "атакува" различни халиди. Когато съединение I реагира с други молекули на донори на електрон, то става съединение II, но съединение II не е в състояние да реагира с халиди.
Халидите, които съединението I използва, могат да бъдат хлориди, бромиди, йодиди и псевдохалогенид тиоцианат; най-разпространените от тези ензими, според in vivo експериментите, са хлориди, които след като се обработят от миелопероксидаза, се трансформират в хипохлорна киселина и други производни, които са мощни "гермицидни" молекули.
Други реакции, катализирани от същия ензим, произвеждат свободни хидроксилни радикали, "синглет" кислородни атоми, които не са нищо повече от кислородни атоми във възбудено състояние, и озон (O3), всички с бактерицидна активност.
В развитието на болести
Ензимът миелопероксидаза участва в насърчаването и разпространението на атеросклерозата, тъй като усилва окислителния потенциал на водородния пероксид, като произвежда мощни окислители, способни да влияят на различни фенолни съединения.
Тези реактивни видове участват в появата на тъканни лезии, които се появяват по време на голямо разнообразие от възпалителни състояния.
Увеличаването на системните нива на този ензим се използва като диагностичен маркер за наличието на коронарни заболявания и други важни сърдечни състояния.
В допълнение към връзката си с някои сърдечни заболявания, дефектите на миелопероксидазата също се превръщат в имунно патологични състояния, тъй като дефектите в нейната бактерицидна активност могат да доведат до опасни и остри системни инфекции.
Препратки
- Kimura, S., & Ikeda-saito, М. (1988). Човешката миелопероксидаза и щитовидната пероксидаза, два ензима с отделни и отчетливи физиологични функции, са еволюционно свързани членове от едно и също семейство на гени. Протеини: структура, функция и биоинформатика, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Миелопероксидаза. Фагоцитни антимикробни системи, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Миелопероксидаза: приятел и враг. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Миелопероксидаза: нейната структура и експресия по време на миелоидната диференциация. Кръв, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Миелопероксидаза и сърдечно-съдови заболявания. Артериосклероза, тромбоза и съдова биология, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., & Koefter, HP (1991). Миелопероксидаза: Локализация, структура и функция. В биохимията на кръвните клетки (стр. 255-288). Ню Йорк: Пленум Прес.