JODID PEROXIDÁZA: VLASTNOSTI, STRUKTURA, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Peroxidáza štítné žlázy nebo thyroidní peroxidáza (TPO) je hemo-glykoproteinu které patří do rodiny savčích peroxidázy (jako myeloperoxidázy, laktoperoxidáza a další) se podílejí na biosyntéze hormonů štítné žlázy.

Jeho hlavní funkcí je „jodace“ tyrosinových zbytků v thyroglobulinu a tvorba 3-3'-5-trijodtyroninu (T3) a tyroxinu (T4) prostřednictvím „kopulační“ reakce. intramolekulární jodované tyrosiny.

Schéma biosyntetické dráhy hormonu štítné žlázy, na které se podílí jodidperoxidáza (při oxidaci jodidového iontu na jod) (Zdroj: Mikael Häggström prostřednictvím Wikimedia Commons)

Triiodothyronin a tyroxin jsou dva hormony produkované štítnou žlázou, které mají základní funkce při vývoji, diferenciaci a metabolismu savců. Jeho mechanismus působení závisí na interakci jejích jaderných receptorů se specifickými genovými sekvencemi cílových genů.

Existence enzymu jodid peroxidáza byla potvrzena v 60. letech různými autory a nyní bylo dosaženo značného pokroku při určování její struktury, funkcí a charakteristik genu, který ji kóduje. v různých organismech.

Ve většině literatury související s tímto enzymem je znám jako mikrozomální „autoantigen“ a je spojován s některými autoimunitními onemocněními štítné žlázy.

Díky svým imunogenním vlastnostem je tento enzym cílovou nebo cílovou molekulou pro protilátky přítomné v séru mnoha pacientů s patologiemi štítné žlázy a jeho defekty mohou vést k hormonálním nedostatkům, které mohou být důležité patofyziologicky.

vlastnosti

Jodid peroxidáza je kódována genem umístěným na chromozomu 2 u lidí, který měří více než 150 kbp a je složen ze 17 exonů a 16 intronů.

Tento transmembránový protein s jediným segmentem ponořeným v membráně úzce souvisí s myeloperoxidázou, se kterou sdílí více než 40% podobnosti aminokyselinové sekvence.

K jeho syntéze dochází v polyribosomech (soubor ribosomů, které jsou zodpovědné za translaci stejného proteinu) a poté je vložen do membrány endoplazmatického retikula, kde podléhá procesu glykosylace.

Jakmile je syntetizována a glykosylována, je jodidperoxidáza transportována do apikálního pólu tyreocytů (štítné žlázy nebo buňky štítné žlázy), kde je schopna vystavit své katalytické centrum folikulárnímu lumenu štítné žlázy.

Regulace výrazu

Exprese genu kódujícího thyroidní peroxidázu nebo jodid peroxidázu je řízena transkripčními faktory specifickými pro štítnou žlázu, jako je TTF-1, TTF-2 a Pax-8.

Genetické elementy, které umožňují zvýšit nebo zvýšit expresi tohoto genu u lidí, byly popsány v regionech, které lemují jeho 5 'konec, obvykle mezi prvních 140 párů bází této "lemující" oblasti.

Existují také prvky, které potlačují nebo snižují expresi tohoto proteinu, ale na rozdíl od „zesilovačů“ byly tyto látky popsány za genovou sekvencí.

K velké míře regulace genové exprese jodid peroxidázy dochází tkáňově specifickým způsobem, což závisí na působení cis-působících elementů vázajících DNA, jako jsou transkripční faktory TTF-1 a další.

Struktura

Tento protein s enzymatickou aktivitou má asi 933 aminokyselinových zbytků a extracelulární C-koncový konec 197 aminokyselin, který pochází z exprese jiných genových modulů, které kódují jiné glykoproteiny.

Jeho molekulová hmotnost je kolem 110 kDa a je součástí skupiny glykosylovaných transmembránových hem proteinů typu 1, protože má na svém aktivním místě glykosylovaný transmembránový segment a hemovou skupinu.

Struktura tohoto proteinu má alespoň jeden disulfidový můstek v extracelulární oblasti, která tvoří charakteristickou uzavřenou smyčku, která je exponována na povrchu tyreocytů.

Funkce

Hlavní fyziologická funkce jodid peroxidázy souvisí s její účastí na syntéze hormonu štítné žlázy, kde kromě kondenzace katalyzuje „jodaci“ tyrosinových zbytků monoiodotyrosinu (MIT) a diiodotyrosinu (DIT). jodtyrosinové zbytky v thyroglobulinu.

Jaká je syntéza hormonu štítné žlázy?

Abychom pochopili funkci enzymu thyroidní peroxidázy, je třeba zvážit kroky hormonální syntézy, kde se účastní:

1-Začíná transportem jodidu do štítné žlázy a pokračuje

2-Generování oxidačního činidla, jako je peroxid vodíku (H2O2)

3-Následně je syntetizován receptorový protein, thyroglobulin

4-Jodid se oxiduje na vyšší valenční stav a poté

5-jodid se váže na tyrosinové zbytky přítomné v thyroglobulinu

6-In thyroglobulin iodothyroniny (typ tyreoidálních hormonů) se tvoří vazbou jodrosrosinových zbytků

7-Thyroglobulin se poté uloží a štěpí

8-Jód je odstraněn z volných jodtyrosinů a nakonec

9-Tyroxin a trijodtyronin se uvolňují do krve; Tyto hormony uplatňují své účinky interakcí se svými specifickými receptory, které jsou umístěny na jaderné membráně a které jsou schopné interagovat s cílovými sekvencemi DNA a fungují jako transkripční faktory.

Jak lze odvodit ze znalosti funkcí dvou hormonů, na jejichž syntéze se podílí (T3 a T4), má jodidperoxidáza důležité důsledky na fyziologické úrovni.

Nedostatek obou hormonů během vývoje člověka způsobuje poruchy růstu a mentální retardace a metabolické nerovnováhy v dospělosti.

Související nemoci

Jodid peroxidáza je jedním z hlavních autoantigenů štítné žlázy u lidí a je spojena s cytotoxicitou zprostředkovanou komplementem. Jeho funkce autoantigenu je zvýrazněna u pacientů s autoimunitními onemocněními štítné žlázy.

Dna je například způsobena nedostatkem obsahu jodu během hormonální syntézy ve štítné žláze, což je zase spojeno s nedostatkem jodace thyroglobulinu v důsledku určitých defektů v jodidperoxidáze.

Některé karcinomy jsou charakterizovány změnou funkcí jodid peroxidázy, to znamená, že hladiny aktivity tohoto enzymu jsou významně nižší než u pacientů bez rakoviny.

Studie však potvrdily, že se jedná o vysoce variabilní charakteristiku, která závisí nejen na pacientovi, ale také na typu rakoviny a postižených oblastech.

Reference

1. Degroot, LJ, a Niepomniszcze, H. (1977). Biosyntéza hormonu štítné žlázy: základní a klinické aspekty. Pokrok v endokrinologii a metabolismu, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P. a Nataf, BM (1976). Lidská tyreoidní peroxidázová aktivita u benigních a maligních poruch štítné žlázy. Endokrinní společnost, 45 (5), 1089–1096.
3. Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Lidská myeloperoxidáza a štítná žláza peroxidáza, dva enzymy se samostatnými a odlišnými fyziologickými funkcemi, jsou evolučně příbuznými členy stejné genové rodiny. Proteiny: struktura, funkce a bioinformatika, 3, 113–120.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H. a Ishizuki, Y. (1975). Studie lidské jodid peroxidázy: její aktivita u různých poruch štítné žlázy. Clinica Chimica Acta, 62, 1-4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Strukturální a funkční aspekty thyroidní peroxidázy. Archivy biochemie a biofyziky, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Vztah mezi imunologickou strukturou a biochemickými vlastnostmi lidské thyroidní peroxidázy. Endocrine Reviews, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Molekulární vývoj thyroidní peroxidázy. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Mechanismus působení hormonů štítné žlázy. Annu. Physiol., 62 (1), 439-466.