JODID-PEROXIDÁZ: JELLEMZŐK, SZERKEZET, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A pajzsmirigy-peroxidáz vagy a pajzsmirigy-peroxidáz (TPO) egy olyan hemo-glikoprotein, amely az emlősök peroxidázok családjába tartozik (mint myeloperoxidáz, laktoperoxidáz és mások), amelyek részt vesznek a pajzsmirigyhormon szintézis útjában.

Fő funkciója a tirozinmaradékok "jódolása" a tiroglobulinban, valamint a 3-3'-5-trijódtironin (T3) és tiroxin (T4) képződése "kapcsoló" reakció útján. jódozott tirozinok intramolekuláris.

A pajzsmirigyhormon bioszintézis útjának vázlata, amelyben a jodid-peroxidáz (a jodid-ion jóddá történő oxidációjában) vesz részt (Forrás: Mikael Häggström a Wikimedia Commons segítségével)

A trijódtironin és a tiroxin a pajzsmirigy által termelt két hormon, amelyek alapvető funkciókkal rendelkeznek az emlősök fejlődésében, differenciálódásában és metabolizmusában. Hatásmechanizmusa a nukleáris receptorok kölcsönhatásán múlik a célgének specifikus génszekvenciáival.

A jodid-peroxidáz enzim létezését az 1960-as években különböző szerzők megerősítették, és jelentős előrelépések történtek annak szerkezetének, funkcióinak és az azt kódoló gén tulajdonságainak meghatározásában. különböző szervezetekben.

Az enzimmel kapcsolatos irodalom nagy részében mikroszómális "autoantigén" néven ismert, és egyes autoimmun pajzsmirigybetegségekkel kapcsolatos.

Immunogén tulajdonságainak köszönhetően ez az enzim célpont vagy célmolekula az antitesteknek, amelyek sok pajzsmirigybetegségben szenvedő beteg szérumában vannak, és hibái hormonhiányhoz vezethetnek, amely patofiziológiai szempontból is fontos lehet.

jellemzők

A jodid-peroxidázt az emberek 2. kromoszómájában található gén kódolja, amely nagyobb, mint 150 kbp, és 17 exonból és 16 intronból áll.

Ez a transzmembrán fehérje, amelynek egyetlen szegmensét elmerítik a membránban, szorosan kapcsolódik a mieloperoxidázzal, amelyben több mint 40% -os aminosav-szekvencia-hasonlóságot mutat.

Szintézise poliriboszómákban történik (riboszómák halmaza, amely felelős ugyanazon fehérje transzlációjához), majd beillesztésre kerül az endoplazmatikus retikulum membránjába, ahol glikozilációs folyamaton megy keresztül.

A szintetizálás és a glikozilezés után a jodid-peroxidázt a pajzsmirigy apikális pólusába (pajzsmirigysejtek vagy pajzsmirigysejtek) szállítják, ahol képes katalitikus központját a pajzsmirigy follikuláris lumenének kitenni.

A kifejezés szabályozása

A pajzsmirigy-peroxidázt vagy jodid-peroxidázt kódoló gén expresszióját pajzsmirigy-specifikus transzkripciós faktorok, például TTF-1, TTF-2 és Pax-8 szabályozzák.

Azokat a genetikai elemeket, amelyek lehetővé teszik a gén expressziójának fokozását vagy fokozását emberekben, azokban a régiókban írták le, amelyek annak 5'-végét határolják, általában ennek a "szomszédos" régiónak az első 140 bázispára között.

Vannak olyan elemek is, amelyek elnyomják vagy csökkentik ennek a proteinnek az expresszióját, de a "fokozókkal" ellentétben ezeket leírták a génszekvencia után.

A jodid-peroxidáz gén expressziójának nagy része a szövetspecifikus módon történik, és ez függ a cisz-hatású DNS-kötő elemek, például a TTF-1 transzkripciós faktorok és mások hatásától.

Szerkezet

Az enzimatikus aktivitású fehérje körülbelül 933 aminosavmaradékkal rendelkezik és 197 aminosav hosszúságú extracelluláris C-terminális véggel rendelkezik, amely más glikoproteineket kódoló génmodulok expressziójából származik.

Molekulatömege körülbelül 110 kDa, és az 1. típusú glikozilált transzmembrán hem proteinek csoportjába tartozik, mivel aktív helyén glikozilezett transzmembrán szegmens és hem csoport van.

Ennek a proteinnek a szerkezetében legalább egy diszulfid híd van az extracelluláris régióban, amely jellegzetes zárt hurkot képez, amely a pajzsmirigy felületén van kitéve.

Jellemzők

A jodid-peroxidáz fő fiziológiai funkciója a pajzsmirigyhormon szintézisében való részvételével függ össze, ahol katalizálja a monoiodotirozin (MIT) és a diiodotirozin (DIT) tirozin maradványainak „jódolását”, a jód-tirozin-maradványok a tiroglobulinban.

Mi a pajzsmirigy hormon szintézise?

A pajzsmirigy-peroxidáz enzim működésének megértése érdekében figyelembe kell venni a hormon szintézis lépéseit, ahol az részt vesz:

1 - A jodid pajzsmirigybe juttatásával kezdődik, és folytatódik

2-oxidálószer, például hidrogén-peroxid (H2O2) előállítása

3-Ezt követően egy receptor fehérjét, a tiroglobulint szintetizálják

4-A jodidot nagyobb vegyértékű vegyületre oxidálják, majd azután

Az 5-jodid a tirogin-maradékokhoz kötődik a tiroglobulinban

A 6-tiroglobulinban a jód-tironinok (egy pajzsmirigyhormonok típusa) jód-tirozin-maradékok összekapcsolásával képződnek

Ezután a 7-tiroglobulint tárolják és hasítják

8-A jódot eltávolítják a szabad jód-tirozinokból, és végül

A 9-tiroxin és a trijódtironin felszabadul a vérben; Ezek a hormonok úgy hatnak, hogy kölcsönhatásba lépnek a nukleáris membránon elhelyezkedő specifikus receptorokkal, amelyek kölcsönhatásba lépnek a cél-DNS-szekvenciákkal, és transzkripciós faktorokként működnek.

Amint azt a két hormon (T3 és T4), amelyek szintézisében részt vesz (T3 és T4) funkcióinak ismeretéből lehet következtetni, a jodid-peroxidáznak fiziológiai szinten fontos következményei vannak.

Mindkét hormon hiánya az emberi fejlődés során növekedési és mentális retardációs hibákat, valamint metabolikus egyensúlyhiányokat eredményez a felnőttkorban.

Kapcsolódó betegségek

A jodid-peroxidáz az egyik fő pajzsmirigy autoantigén emberben és a komplementrendszer által közvetített citotoxicitással jár. Autoantigénként betöltött szerepe kiemelkedik a pajzsmirigy autoimmun betegségben szenvedő betegeknél.

A köszvényes betegség például a pajzsmirigy hormonszintézise során fellépő jódtartalom hiányából adódik, ami viszont kapcsolatban van a tiroglobulin jódolásának hiányával, amely a jodid-peroxidáz bizonyos hibáinak következménye.

Egyes karcinómákra jellemző, hogy megváltozott jodid-peroxidáz funkciókkal rendelkeznek, vagyis ennek az enzimnek a aktivitási szintje szignifikánsan alacsonyabb, mint a nem rákos betegekben.

A tanulmányok azonban megerősítették, hogy ez egy nagyon változó tulajdonság, amely nem csak a betegetől, hanem a rák típusától és az érintett régiótól is függ.

Irodalom

1. Degroot, LJ és Niepomniszcze, H. (1977). A pajzsmirigyhormon bioszintézise: alapvető és klinikai szempontok. Haladás az endokrinológiában és a metabolizmusban, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P. és Nataf, BM (1976). Emberi pajzsmirigy-peroxidáz aktivitás jóindulatú és rosszindulatú pajzsmirigy rendellenességekben. Az Endokrin Társaság, 45 (5), 1089–1096.
3. Kimura, S. és Ikeda-saito, M. (1988). Az emberi myeloperoxidáz és pajzsmirigy-peroxidáz, két különálló és különálló élettani funkcióval bíró enzim, ugyanazon géncsalád evolúciósan rokon tagjai. Fehérjék: Szerkezet, Funkció és Bioinformatika, 3, 113–120.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., és Ishizuki, Y. (1975). Az emberi jodid-peroxidáz vizsgálata: aktivitása különféle pajzsmirigy rendellenességekben. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J. és Carayon, P. (2006). A pajzsmirigy-peroxidáz szerkezeti és funkcionális szempontjai. Biokémiai és Biofizikai Archívum, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M. és Carayon, P. (2015). Az emberi pajzsmirigy-peroxidáz immunológiai szerkezete és biokémiai tulajdonságai közötti kapcsolat. Endokrin áttekintés, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). A pajzsmirigy-peroxidáz molekuláris fejlődése. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J. és Lazar, MA (2000). A pajzsmirigyhormonok működési mechanizmusa. Annu. Physiol., 62 (1), 439-466.