JODIDIPEROKSIDAASI: OMINAISUUDET, RAKENNE, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2025

Kilpirauhasen peroksidaasi tai kilpirauhasen peroksidaasi (TPO) on hemo-glykoproteiinin perheeseen kuuluva nisäkkään peroksidaasit (kuten myeloperoksidaasi, laktoperoksidaasi ja muut) synteesiin osallistuvia reitin kilpirauhashormonin.

Sen päätehtävä on tyroglobuliinin tyrosiinitähteiden "jodistaminen" ja 3-3'-5-trijodityroniinin (T3) ja tyroksiinin (T4) muodostuminen "kytkentä" -reaktion avulla. jodisoitujen tyrosiinien molekyylinsisäinen.

Kaava kilpirauhashormonien biosynteesireitistä, johon jodidiperoksidaasi (jodidi-ionin hapettumisessa jodiksi) osallistuu (Lähde: Mikael Häggström Wikimedia Commonsin kautta)

Trijodtironiini ja tyroksiini ovat kilpirauhanen tuottamat kaksi hormonia, joilla on välttämättömiä toimintoja nisäkkäiden kehityksessä, erilaistumisessa ja aineenvaihdunnassa. Sen toimintamekanismi riippuu ydinreseptoreiden vuorovaikutuksesta kohdegeenien spesifisten geenisekvenssien kanssa.

Eri kirjoittajat vahvistivat jodidiperoksidaasi-entsyymin olemassaolon 1960-luvulla, ja sen rakenteen, toimintojen ja sitä koodaavan geenin ominaisuuksien määrittämisessä on edistytty huomattavasti. eri organismeissa.

Suuressa osassa tätä entsyymiä koskevassa kirjallisuudessa se tunnetaan mikrosomaalisena "autoantigeeninä" ja se liittyy joihinkin autoimmuunisiin kilpirauhasen sairauksiin.

Immunogeenisten ominaisuuksiensa ansiosta tämä entsyymi on kohde tai kohdemolekyyli vasta-aineille, joita esiintyy monien kilpirauhassairauksien potilaiden seerumissa, ja sen viat voivat johtaa hormonaalisiin puutteisiin, jotka voivat olla patofysiologisesti tärkeitä.

ominaisuudet

Jodidiperoksidaasia koodaa geeni, joka sijaitsee ihmisten kromosomissa 2 ja joka on suurempi kuin 150 kbp ja koostuu 17 eksonista ja 16 intronista.

Tämä kalvon läpäisevä proteiini, jolla on yksi segmentti upotettuna kalvoon, liittyy läheisesti myeloperoksidaasiin, jonka kanssa sillä on yli 40% aminohapposekvenssien samankaltaisuutta.

Sen synteesi tapahtuu polyribosomeissa (joukko ribosomeja, jotka vastaavat saman proteiinin translaatiosta), ja se viedään sitten endoplasmisen retikulumin kalvoon, missä se käy läpi glykosylaatioprosessin.

Kun jodidiperoksidaasi on syntetisoitu ja glykosyloitu, se kuljetetaan tyrosyyttien apikaaliseen napaan (kilpirauhasolut tai kilpirauhasolut), missä se kykenee paljastamaan katalyyttisen keskuksensa kilpirauhanen follikulaariseen luumeniin.

Ilmaisun sääntely

Kilpirauhasen peroksidaasia tai jodidiperoksidaasia koodaavan geenin ekspressiota säädetään kilpirauhaspesifisillä transkriptiotekijöillä, kuten TTF-1, TTF-2 ja Pax-8.

Geneettiset elementit, jotka tekevät mahdolliseksi lisätä tai parantaa tämän geenin ilmentymistä ihmisissä, on kuvattu alueilla, jotka reunustavat sen 5'-päätä, yleensä tämän "reunustavan" alueen ensimmäisten 140 emäsparin joukossa.

On myös elementtejä, jotka repressoivat tai vähentävät tämän proteiinin ekspressiota, mutta toisin kuin "tehostajat", nämä on kuvattu geenisekvenssin jälkeen.

Suuri osa jodidiperoksidaasigeeniekspression säätelystä tapahtuu kudosspesifisellä tavalla, ja tämä riippuu cis-vaikutteisten DNA: ta sitovien elementtien, kuten transkriptiotekijöiden TTF-1 ja muiden, vaikutuksesta.

Rakenne

Tällä proteiinilla, jolla on entsymaattista aktiivisuutta, on noin 933 aminohappotähdettä ja 197 aminohapon pituinen solunulkoinen C-terminaalinen pää, joka on peräisin muiden geenimoduulien, jotka koodaavat muita glykoproteiineja, ekspressiosta.

Sen molekyylipaino on noin 110 kDa ja se kuuluu tyypin 1 glykosyloitujen kalvojen läpäisevien heemiproteiinien ryhmään, koska sen aktiivisessa paikassa on glykosyloitu kalvon läpäisevä segmentti ja heemaryhmä.

Tämän proteiinin rakenteella on ainakin yksi disulfidisilta solunulkoisella alueella, joka muodostaa ominaisen suljetun silmukan, joka paljastuu tyrosyyttien pinnalle.

ominaisuudet

Jodidiperoksididaasin tärkein fysiologinen toiminta liittyy sen osallistumiseen kilpirauhashormonin synteesiin, jossa se katalysoi monoiodotyrosiinin (MIT) ja diiodotyrosiinin (DIT) tyrosiinitähteiden ”jodisointia” jodotyrosiinitähteet tyroglobuliinissa.

Mikä on kilpirauhashormonin synteesi?

Kilpirauhasen peroksidaasi-entsyymin toiminnan ymmärtämiseksi on tarpeen harkita hormonisynteesin vaiheita, jos se osallistuu:

1-Se alkaa jodidikuljetuksella kilpirauhanen ja jatkuu

2 - Hapettimen, kuten vetyperoksidin (H2O2), muodostuminen

3-Myöhemmin syntetisoidaan reseptoriproteiini, tyroglobuliini

4-jodidi hapetetaan korkeampaan valenssitilaan ja sitten

5-jodidi sitoutuu tyroglobuliinissa oleviin tyrosiinitähteisiin

Tyroglobuliinin 6-jodityroniinit (erään tyyppiset kilpirauhashormonit) muodostuvat kytkemällä jodotyrosiinitähteet

Sitten 7-tyroglobuliini varastoidaan ja pilkotaan

8-Jodi poistetaan vapaista jodotyrosiineista ja lopuksi

9-tiroksiini ja trijodityroniini vapautuvat vereen; Nämä hormonit käyttävät vaikutuksiaan vuorovaikutuksessa niiden spesifisten reseptoreiden kanssa, jotka sijaitsevat ydinmembraanilla ja jotka kykenevät toimimaan vuorovaikutuksessa kohde-DNA-sekvenssien kanssa ja toimivat transkriptiotekijöinä.

Kuten niiden kahden hormonin (T3 ja T4), joiden synteesiin se osallistuu (T3 ja T4) toiminnoista, voidaan päätellä, jodidiperoksidaasilla on tärkeitä vaikutuksia fysiologisella tasolla.

Molempien hormonien puute ihmisen kehityksen aikana aiheuttaa kasvu- ja henkisen viivästymisen puutteita sekä aikuisen elämän aineenvaihdunnan epätasapainoa.

Liittyvät sairaudet

Jodidiperoksidaasi on yksi tärkeimmistä kilpirauhasen autoantigeeneistä ihmisissä ja liittyy komplementtijärjestelmän välittämään sytotoksisuuteen. Sen toimintaa autoantigeeninä korostetaan potilailla, joilla on kilpirauhasen autoimmuunisairauksia.

Esimerkiksi kihtitauti johtuu jodipitoisuuden puutteesta kilpirauhasessa tapahtuvan hormonisynteesin aikana, mikä puolestaan ​​on liittynyt tyroglobuliinin jodin puutteeseen tietyistä jodidiperoksididaasin vioista johtuen.

Joillekin karsinoomille on tunnusomaista, että niillä on muuttuneet jodidiperoksidaasitoiminnot, ts. Tämän entsyymin aktiivisuustasot ovat huomattavasti alhaisemmat kuin muilla kuin syöpäpotilailla.

Tutkimukset ovat kuitenkin vahvistaneet, että se on hyvin vaihteleva ominaisuus, joka riippuu paitsi potilaasta myös syöpätyypistä ja kärsivistä alueista.

Viitteet

1. Degroot, LJ, ja Niepomniszcze, H. (1977). Kilpirauhasen hormonin biosynteesi: perus- ja kliiniset näkökohdat. Endokrinologian ja aineenvaihdunnan edistyminen, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P., ja Nataf, BM (1976). Ihmisen kilpirauhasen peroksidaasiaktiivisuus hyvänlaatuisissa ja pahanlaatuisissa kilpirauhasen toimintahäiriöissä. Endokriiniyhdistys, 45 (5), 1089–1096.
3. 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.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Ihmisen jodidiperoksidaasia koskevat tutkimukset: sen aktiivisuus erilaisissa kilpirauhasen häiriöissä. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Kilpirauhasen peroksidaasin rakenteelliset ja toiminnalliset näkökohdat. Biokemian ja biofysiikan arkisto, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Ihmisen kilpirauhasen peroksidaasin immunologisen rakenteen ja biokemiallisten ominaisuuksien suhde. Endokriiniset arvostelut, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Kilpirauhasen peroksidaasin molekyylin kehitys. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., ja Lazar, MA (2000). Kilpirauhasenhormonien toimintamekanismi. Annu. Physiol., 62 (1), 439 - 466.