ЙОДНА ПЕРОКСИДАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В пероксидаза на щитовидната жлеза или щитовидната пероксидаза (ТРО) е Хемо-гликопротеин, принадлежащ към семейството на пероксидази бозайници (като миелопероксидаза, лактопероксидаза и други), участващи в синтеза път на хормони на щитовидната жлеза.

Основната му функция е "йодирането" на тирозиновите остатъци в тиреоглобулина и образуването на 3-3'-5-трийодтиронин (ТЗ) и тироксин (Т4) чрез реакция на "свързване". интрамолекулярни йодирани тирозини.

Схема на биосинтетичния път на хормона на щитовидната жлеза, в която участва йодидната пероксидаза (в окисляването на йодид йон до йод) (Източник: Mikael Häggström през Wikimedia Commons)

Трийодтиронинът и тироксинът са два хормона, произвеждани от щитовидната жлеза, които имат основни функции при развитието, диференцирането и метаболизма на бозайниците. Механизмът му на действие зависи от взаимодействието на ядрените му рецептори със специфични генни последователности на неговите целеви гени.

Съществуването на ензим йодид пероксидаза е потвърдено през 60-те години на миналия век от различни автори и сега са постигнати значителен напредък в определянето на структурата му, неговите функции и характеристиките на гена, който го кодира. в различни организми.

В голяма част от литературата, свързана с този ензим, той е известен като микрозомен "автоантиген" и е свързан с някои автоимунни заболявания на щитовидната жлеза.

Благодарение на имуногенните си характеристики, този ензим е мишена или целева молекула за антителата, присъстващи в серума на много пациенти със заболявания на щитовидната жлеза и дефектите му могат да доведат до хормонални дефицити, които могат да бъдат патофизиологично важни.

характеристики

Йодидната пероксидаза е кодирана от ген, разположен върху хромозома 2 при хора, който измерва повече от 150 kbp и се състои от 17 екзона и 16 интрона.

Този трансмембранен протеин, с един сегмент, потопен в мембраната, е тясно свързан с миелопероксидазата, с която споделя повече от 40% сходство на аминокиселинната последователност.

Синтезът му протича в полирибозоми (набор от рибозоми, който е отговорен за транслацията на същия протеин) и след това се вкарва в мембраната на ендоплазмения ретикулум, където се подлага на процес на гликозилация.

Веднъж синтезирана и гликозилирана, йодидната пероксидаза се транспортира до апикалния полюс на тироцитите (клетките на щитовидната жлеза или клетките на щитовидната жлеза), където е в състояние да изложи своя каталитичен център на фоликулния лумен на щитовидната жлеза.

Регулация на изразяването

Експресията на гена, кодиращ щитовидната пероксидаза или йодидната пероксидаза, се контролира от специфични за щитовидната жлеза транскрипционни фактори като TTF-1, TTF-2 и Pax-8.

Генетичните елементи, които правят възможно увеличаването или засилването на експресията на този ген при хора, са описани в регионите, които обграждат 5 'края му, обикновено сред първите 140 базови двойки от този "фланкиращ" регион.

Съществуват също елементи, които потискат или намаляват експресията на този протеин, но за разлика от "подобрителите", те са описани надолу по веригата на генната последователност.

Голяма част от регулацията на експресията на гена на йодид пероксидаза се осъществява по специфичен за тъканите начин и това зависи от действието на цис-действащи ДНК-свързващи елементи, като транскрипционните фактори TTF-1 и други.

структура

Този протеин с ензимна активност има около 933 аминокиселинни остатъци и извънклетъчен С-краен край на 197 аминокиселини, дълъг, който идва от експресията на други генни модули, които кодират други гликопротеини.

Неговото молекулно тегло е около 110 kDa и е част от групата на гликозилирани трансмембранни хема протеини от тип 1, тъй като в активното си място има гликозилиран трансмембранен сегмент и хема група.

Структурата на този протеин има поне един мост на дисулфид в извънклетъчната зона, който образува характерен затворен контур, който е изложен на повърхността на тироцитите.

Характеристика

Основната физиологична функция на йодидната пероксидаза е свързана с участието й в синтеза на хормона на щитовидната жлеза, където катализира "йодирането" на тирозиновите остатъци от монойодотирозин (MIT) и дииодотирозин (DIT), в допълнение към свързването на остатъци от йодотирозин в тиреоглобулин.

Какъв е синтезът на хормона на щитовидната жлеза?

За да се разбере функцията на ензима на щитовидната пероксидаза, е необходимо да се разгледат стъпките на хормоналния синтез, където той участва:

1-Започва с транспортирането на йодид до щитовидната жлеза и продължава с

2 -генериране на окислител като водороден пероксид (H2O2)

3-Впоследствие се синтезира рецепторен протеин, тироглобулин

4-Йодидът се окислява до състояние с по-висока валентност и след това

5-йодид се свързва с тирозинови остатъци, присъстващи в тиреоглобулин

6-В тиреоглобулин йодотиронини (вид хормони на щитовидната жлеза) се образуват чрез свързване на йодотирозинови остатъци

7-тироглобулинът се съхранява и разцепва, след това

8-Йодът се отстранява от свободните йодотирозини и накрая, 9-тироксин и трийодтиронин се освобождават в кръвта; Тези хормони упражняват ефектите си, взаимодействайки със специфичните им рецептори, които са разположени на ядрената мембрана и които са способни да взаимодействат с целеви ДНК последователности, функциониращи като транскрипционни фактори.

Както може да се заключи от знанията за функциите на двата хормона, в синтеза на които участва (Т3 и Т4), йодидната пероксидаза има важно значение на физиологичното ниво.

Липсата на двата хормона по време на човешкото развитие води до дефекти в растежа и умствената изостаналост, както и до метаболитни дисбаланси в живота на възрастните.

Свързани заболявания

Йодидната пероксидаза е един от основните антиантигени на щитовидната жлеза при хора и се свързва с цитотоксичност, медиирана от комплемента. Функцията му като автоантиген се подчертава при пациенти с автоимунни заболявания на щитовидната жлеза.

Заболяването с подагра, например, се дължи на дефицит на съдържанието на йод по време на синтеза на хормони в щитовидната жлеза, което от своя страна е свързано с недостиг на йодиране на тиреоглобулин в резултат на някои дефекти в йодидната пероксидаза.

Някои карциноми се характеризират с променени функции на йодид пероксидаза, тоест нивата на активност на този ензим са значително по-ниски, отколкото при пациенти без рак.

Изследванията обаче потвърждават, че това е силно променлива характеристика, която зависи не само от пациента, но от вида на рака и засегнатите региони.

Препратки

1. Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Биосинтез на щитовиден хормон: основни и клинични аспекти. Напредък в ендокринологията и метаболизма, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P., & Nataf, BM (1976). Активност на човешката щитовидна пероксидаза при доброкачествени и злокачествени нарушения на щитовидната жлеза. Ендокринното общество, 45 (5), 1089–1096.
3. 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.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Проучвания върху човешката йодидна пероксидаза: нейната активност при различни заболявания на щитовидната жлеза. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Структурни и функционални аспекти на щитовидната пероксидаза. Архив по биохимия и биофизика, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Връзка между имунологичната структура и биохимичните свойства на човешката щитовидна пероксидаза. Ендокринни рецензии, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Молекулярна еволюция на щитовидната пероксидаза. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Механизмът на действие на щитовидните хормони. Annu. Преподобен Физиол., 62 (1), 439-466.