ЙОДИДПЕРОКСИДАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Щитовидная пероксидаза или щитовидная пероксидаза (АЯ) является гемо-гликопротеином , принадлежащий к семейству пероксидаз млекопитающих (как миелопероксидазы, лактопероксидаза и другие) участвует в пути синтеза гормонов щитовидной железы.

Его основная функция - «йодирование» остатков тирозина в тиреоглобулине и образование 3-3'-5-трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4) посредством реакции «связывания». внутримолекулярные йодированные тирозины.

Схема пути биосинтеза гормона щитовидной железы, в котором участвует йодид-пероксидаза (в окислении йодид-иона до йода) (Источник: Микаэль Хэггстрем через Wikimedia Commons)

Трийодтиронин и тироксин - это два гормона, вырабатываемые щитовидной железой, которые выполняют важные функции в развитии, дифференцировке и метаболизме млекопитающих. Механизм его действия зависит от взаимодействия его ядерных рецепторов с конкретными последовательностями генов его генов-мишеней.

Существование фермента йодид пероксидазы было подтверждено в 1960-х годах разными авторами, и к настоящему времени достигнуты значительные успехи в определении его структуры, его функций и характеристик гена, который его кодирует. у разных организмов.

В большей части литературы, посвященной этому ферменту, он известен как микросомальный «аутоантиген» и связан с некоторыми аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы.

Благодаря своим иммуногенным характеристикам этот фермент является мишенью или молекулой-мишенью для антител, присутствующих в сыворотке крови многих пациентов с заболеваниями щитовидной железы, и его дефекты могут приводить к гормональному дефициту, который может иметь патофизиологическое значение.

характеристики

Йодид пероксидаза кодируется геном, расположенным на хромосоме 2 у человека, который имеет размер более 150 т.п.н. и состоит из 17 экзонов и 16 интронов.

Этот трансмембранный белок с одним сегментом, погруженным в мембрану, тесно связан с миелопероксидазой, с которой он имеет более 40% сходства аминокислотной последовательности.

Его синтез происходит в полирибосомах (набор рибосом, отвечающих за трансляцию одного и того же белка), а затем он вставляется в мембрану эндоплазматического ретикулума, где подвергается процессу гликозилирования.

После синтеза и гликозилирования йодидпероксидаза транспортируется к апикальному полюсу тироцитов (клетки щитовидной железы или клетки щитовидной железы), где она способна обнажать свой каталитический центр в фолликулярном просвете щитовидной железы.

Регулирование выражения

Экспрессия гена, кодирующего пероксидазу щитовидной железы или йодид пероксидазу, контролируется специфичными для щитовидной железы факторами транскрипции, такими как TTF-1, TTF-2 и Pax-8.

Генетические элементы, которые позволяют увеличивать или усиливать экспрессию этого гена у людей, были описаны в областях, фланкирующих его 5'-конец, обычно среди первых 140 пар оснований этой «фланкирующей» области.

Есть также элементы, которые подавляют или снижают экспрессию этого белка, но, в отличие от «энхансеров», они были описаны ниже последовательности гена.

Большая часть регуляции экспрессии гена йодидпероксидазы происходит тканеспецифическим образом, и это зависит от действия цис-действующих ДНК-связывающих элементов, таких как факторы транскрипции TTF-1 и другие.

Структура

Этот белок с ферментативной активностью имеет около 933 аминокислотных остатков и внеклеточный С-конец длиной 197 аминокислот, который возникает в результате экспрессии других генных модулей, кодирующих другие гликопротеины.

Его молекулярная масса составляет около 110 кДа, и он является частью группы гликозилированных трансмембранных гемовых белков типа 1, поскольку он имеет гликозилированный трансмембранный сегмент и гемовую группу в своем активном сайте.

В структуре этого белка есть по крайней мере один дисульфидный мостик во внеклеточной области, который образует характерную замкнутую петлю, которая обнажается на поверхности тироцитов.

Характеристики

Основная физиологическая функция йодидпероксидазы связана с ее участием в синтезе гормона щитовидной железы, где она катализирует «йодирование» тирозиновых остатков монойодтирозина (MIT) и дииодтирозина (DIT), помимо связывания остатки йодтирозина в тиреоглобулине.

Что такое синтез гормона щитовидной железы?

Чтобы понять функцию фермента пероксидазы щитовидной железы, необходимо рассмотреть этапы гормонального синтеза, в которых он участвует:

1-Он начинается с транспорта йодида в щитовидную железу и продолжается

2-Образование окислителя, такого как перекись водорода (H2O2)

3-Впоследствии синтезируется рецепторный белок тиреоглобулин.

4-Йодид окисляется до более высокого валентного состояния, а затем

5-йодид связывается с остатками тирозина, присутствующими в тиреоглобулине.

6-In тиреоглобулин иодтиронины (тип гормонов щитовидной железы) образуются путем связывания остатков йодтирозина.

7-Тиреоглобулин сохраняется и расщепляется, затем

8-Йод удаляется из свободных йодтирозинов и, наконец,

9-тироксин и трийодтиронин попадают в кровь; Эти гормоны проявляют свое действие, взаимодействуя со своими специфическими рецепторами, которые расположены на ядерной мембране и способны взаимодействовать с последовательностями ДНК-мишени, функционируя как факторы транскрипции.

Как можно заключить из знания функций двух гормонов, в синтезе которых она участвует (Т3 и Т4), йодидпероксидаза имеет важное значение на физиологическом уровне.

Недостаток обоих гормонов во время развития человека приводит к дефектам роста и умственной отсталости, а также к метаболическим дисбалансам во взрослой жизни.

Сопутствующие заболевания

Йодидпероксидаза является одним из основных аутоантигенов щитовидной железы у человека и связана с цитотоксичностью, опосредованной системой комплемента. Его функция как аутоантигена подчеркивается у пациентов с аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы.

Подагра, например, возникает из-за дефицита йода во время гормонального синтеза в щитовидной железе, что, в свою очередь, связано с дефицитом йодирования тиреоглобулина в результате определенных дефектов йодид пероксидазы.

Некоторые карциномы характеризуются измененными функциями йодидпероксидазы, то есть уровни активности этого фермента значительно ниже, чем у пациентов, не страдающих раком.

Однако исследования подтвердили, что это очень изменчивая характеристика, которая зависит не только от пациента, но и от типа рака и пораженных участков.

Ссылки

1. Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Биосинтез гормона щитовидной железы: основные и клинические аспекты. Прогресс в эндокринологии и метаболизме, 26 (6), 665–718.
2. Фрагу П. и Натаф Б.М. (1976). Активность пероксидазы щитовидной железы человека при доброкачественных и злокачественных заболеваниях щитовидной железы. Общество эндокринологов, 45 (5), 1089–1096.
3. Кимура, С., Икеда-сайто, М. (1988). Человеческая миелопероксидаза и тироидная пероксидаза, два фермента с отдельными и разными физиологическими функциями, являются эволюционно связанными членами одного и того же генного семейства. Белки: структура, функция и биоинформатика, 3, 113–120.
4. Нагасака, А., Хидака, Х., Ишизуки, Ю. (1975). Исследования йодид пероксидазы человека: ее активность при различных заболеваниях щитовидной железы. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Руф, Дж., И Карайон, П. (2006). Структурные и функциональные аспекты тироидной пероксидазы. Архивы биохимии и биофизики, 445, 269–277.
6. Руф, Дж., Тубер, М., Чарнокка, Б., Дюран-горде, М., Ферран, М., и Карайон, П. (2015). Связь между иммунологической структурой и биохимическими свойствами пероксидазы щитовидной железы человека. Эндокринные обзоры, 125 (3), 1211–1218.
7. Таурог, А. (1999). Молекулярная эволюция тироидпероксидазы. Биохимия, 81, 557–562.
8. Чжан, Дж., И Лазар, Массачусетс (2000). Механизм действия гормонов щитовидной железы. Annu. Rev. Physiol. , 62 (1), 439-466.