Myeloperoksidaasin on hemoproteiinia kanssa oksidoreduktaasientsyymi aktiivisuutta, joka toimii muissa soluissa kuin immuunijärjestelmän torjumiseksi hyökkääviä mikro-organismeja ja muita solun prosesseja.
Tätä lysosomaalista peroksidaasia löytyy nisäkkäiden granulosyyteistä ja monosyyteistä ja se toimii neutrofiilien vetyperoksidista riippuvaisessa mikrobisidisessa järjestelmässä, muodostaen osan luontaisen immuunivasteen komponenteista.
Esitys myeloperoksidaasientsyymin rakenteesta (Lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa Wikimedia Commonsin kautta)
Sitä kuvasi ensimmäisen kerran Agner, joka keksi alkuperäisen termin "vihreä peroksidaasi", koska se on entsyymi, jolla on ominainen vihreä väri.
Jonkin ajan kuluttua sen nimi muutettiin myeloperoksidaasiksi, koska se on entsyymi, joka on ominaista luuytimestä peräisin oleville myeloidilinjoille kuuluville soluille ja esiintyy joidenkin eläinten kehon eri sidekudoksissa.
Myeloperoksidaasin katalysoimien reaktioiden tuotteet, jotka toimivat immuunijärjestelmässä torjuakseen tunkeutuvia mikro-organismeja, aiheuttavat kudosvaurioita erilaisten tulehduksellisten reaktioiden aikana.
Sen toiminta on liittynyt myös joidenkin sydän- ja verisuonisairauksien evoluutioon sekä ateroskleroottisten prosessien aloitus-, etenemis- ja komplikaatiovaiheisiin, joita käytetään hyväksi näiden patologioiden diagnosointiin ja terapeuttisiin interventioihin.
ominaisuudet
Myeloperoksidaasin katalyyttinen toiminta perustuu kahden Cl-ionin elektronin hapettumiseen HOCl: n tai hypokloorihapon muodostumisen aikaansaamiseksi, joka elävien organismien nauttimisen yhteydessä on myrkyllistä ja voi olla jopa tappava.
Tämä entsyymi on erityisen runsas primaarisissa atsurofiilisissä rakeissa polymorfonukleaaristen leukosyyttien sytoplasmassa, missä se edustaa yli 3% näiden solujen painosta. Sitä on myös ihmisen monosyyteissä, mutta ei kudoksen makrofaageissa.
Myeloperoksidaasia koodaa 2200 emäsparin (2,2 kb) geeni, joka vastaa 745 aminohappotähteen edeltäjäpeptidin synteesistä.
Ihmisillä tämä geeni sijaitsee kromosomissa 17, pitkän varren alueella 12 - 23, ja sisältää 12 eksonia ja 11 intronia.
Tämän proteiinin synteesi tapahtuu myeloidilinjan solujen erilaistumisen promyelosyyttisessä vaiheessa ja sen translaation jälkeinen prosessointi tapahtuu endoplasmisen retikulumin, Golgi-kompleksin ja plasmamembraanin välillä.
Hemiproteesiryhmän sisällyttäminen tapahtuu riippumattomasti inaktiivisen prekursoriproteiinin translaation jälkeisestä prosessoinnista.
Rakenne
Myeloperoksidaasi syntetisoidaan glykosyloituna esiasteproteiinina (hiilihydraattiosina), joka on noin 90 kDa. Tämä pilkotaan myöhemmin kahdeksi ketjuksi: raskas (55-60 kDa) ja kevyt (10-15 kDa).
Kypsä proteiini koostuu kahdesta raskaasta ja kahdesta kevyestä ketjusta, jotka muodostavat 120 - 160 kDa: n tetrameerin, jossa kussakin tetrameerissa on kaksi identtistä proteesiryhmää.
Raskas ketju on 467 aminohappoa pitkä ja on proteiinin C-päässä, kun taas kevyt ketju koostuu 108 tähdestä.
Ainakin kolme tämän entsyymin isoformia on kuvattu polymorfonukleaarisissa leukosyyteissä, jotka tunnetaan nimellä I, II ja III, ja HL-60: n promyelosyyttisissä kasvainsoluissa (esiastesoluissa) on kuvattu neljä, nimeltään IA, IB, II ja III.
Polymorfonukleaaristen tyypin I, II ja III myeloperoksidaasien molekyylipainot ovat vastaavasti 120, 115 ja 110 kDa, ja niiden aminohappokoostumus ei vaihtele huomattavasti. Niillä on suuri osuus aspartaatti-, glutamaatti-, leusiini- ja proliinitähteitä, samoin kuin aminosokeri-N-asetyyliglukosamiini sakkaridiosassa.
Näiden entsyymien proteesiryhmä sisältää rautaatomeja ja tämän metallin pitoisuus vaihtelee tutkittujen eläinlajien mukaan. Tämän ryhmän uskotaan kiinnittyvän kovalenttisesti rakenteen raskaisiin alayksiköihin, mikä on tärkeätä entsymaattiselle aktiivisuudelle.
ominaisuudet
Myeloperoksidaasi on osa ns. Myeloperoksidaasijärjestelmää, ja se toimii tunkeutuvien mikro-organismien fagosytoosin aikana, johon liittyy erilaisia oksidatiivisia reaktioita, koska se on osa fagosyyttisiä tyhjiöitä.
Tämä myeloperoksidaasijärjestelmä osallistuu bakteerien, virusten, loisten ja sienten poistamiseen.
Järjestelmän komponentit ovat entsyymi myeloperoksidaasi, vetyperoksidi ja hapettuva tekijä, kuten halogenidi. Vetyperoksidia muodostuu hengityksen aikana välituotteiden superoksidianionien kautta.
Tämä peroksidi kykenee reagoimaan myeloperoksidaasin kanssa muodostamaan niin kutsuttu yhdiste I, joka voi "hyökätä" erilaisiin halogenideihin. Kun yhdiste I reagoi muiden elektronidonorimolekyylien kanssa, siitä tulee yhdistettä II, mutta yhdiste II ei kykene reagoimaan halogenidien kanssa.
Halidit, joita yhdiste I käyttää, voivat olla klorideja, bromideja, jodideja ja pseudohaliditiosyanaattia; yleisimmät nämä entsyymit, in vivo -kokeiden mukaan, ovat klorideja, jotka myeloperoksidaasin käsittelemällä ne muuttuvat kloorivetyhapoksi ja muiksi johdannaisiksi, jotka ovat voimakkaita "germicidisiä" molekyylejä.
Muut saman entsyymin katalysoimat reaktiot tuottavat vapaita hydroksyyliradikaaleja, "singletti" happiatomeja, jotka eivät ole mitään muuta kuin happiatomit viritetyssä tilassa, ja otsonia (O3), joilla kaikilla on bakteereja tappavia vaikutuksia.
Sairauksien kehittämisessä
Myeloperoksidaasientsyymi osallistuu ateroskleroosin edistämiseen ja leviämiseen, koska se vahvistaa vetyperoksidin hapetuspotentiaalia tuottamalla voimakkaita hapettimia, jotka kykenevät vaikuttamaan erilaisiin fenoliyhdisteisiin.
Nämä reaktiiviset lajit osallistuvat kudosleesioiden esiintymiseen, joita esiintyy monenlaisten tulehduksellisten tilojen aikana.
Tämän entsyymin systeemisten tasojen nousua käytetään sepelvaltimoiden ja muiden tärkeiden sydänsairauksien diagnostiikkamerkkinä.
Sen lisäksi, että se liittyy tiettyihin sydänsairauksiin, myeloperoksidaasin viat ilmenevät myös immuunipatologisiksi tiloiksi, koska sen bakterisidisen toiminnan puutteet voivat johtaa vaarallisiin ja akuuteihin systeemisiin infektioihin.
Viitteet
- Kimura, S., ja Ikeda-saito, M. (1988). Ihmisen myeloperoksidaasi ja kilpirauhasen peroksidaasi, kaksi entsyymiä, joilla on erilliset ja erilliset fysiologiset toiminnot, ovat evoluutioyhteydessä saman geeniperheen jäseniä. Proteiinit: rakenne, toiminta ja bioinformatiikka, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Myeloperoksidaasin. Phagocyte Antimicrobial Systems, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Myeloperoksidaasi: ystävä ja vihollinen. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., ja Pertcheck, M. (1985). Myeloperoksidaasi: sen rakenne ja ilmentyminen myeloidierottelun aikana. Blood, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, ja Hazen, SL (2005). Myeloperoksidaasi ja sydän- ja verisuonitaudit. Arterioskleroosi, tromboosi ja verisuonibiologia, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., ja Koefter, HP (1991). Myeloperoksidaasi: Lokalisaatio, rakenne ja toiminta. Julkaisussa Blood Cell Biochemistry (sivut 255 - 288). New York: Plenum Press.