Мієлопероксидази є гемо- з активністю ферменту оксидоредуктаз , який функціонує в інших , ніж імунна систему на бойове вторгнення мікроорганізмів і інші клітинні процеси клітин.
Ця лізосомальна пероксидаза міститься в гранулоцитах і моноцитах ссавців і виконує функції в мікробіцидної системі нейтрофілів, залежної від перекису водню, що входить до складу вродженої імунної відповіді.
Представлення структури ферменту мієлопероксидази (Джерело: Джавахар Свамінанатан та співробітники МСД в Європейському інституті біоінформатики через Wikimedia Commons)
Це було вперше описано в Агнер, який ввів початковий термін "зелена пероксидаза", оскільки це фермент з характерним зеленим кольором.
Через деякий час його назву було змінено на мієлопероксидазу, оскільки це фермент, характерний для клітин мієлоїдної лінії з кісткового мозку і присутній у різних сполучних тканинах організму деяких тварин.
На додаток до своїх функцій в імунній системі для боротьби з вторгненнями мікроорганізмів, продукти реакцій, каталізованих мієлопероксидазою, викликають пошкодження тканин під час різних запальних реакцій.
Його діяльність також була пов'язана з еволюцією деяких серцево-судинних захворювань і під час фаз ініціації, поширення та ускладнення атеросклеротичних процесів, що використовується для діагностики та терапевтичного втручання цих патологій.
характеристики
Каталітична функція мієлопероксидази заснована на окисленні двох електронів Cl-іона для досягнення утворення HOCl або гіпохлорної кислоти, яка при попаданні в організм живими організмами є токсичною і навіть може бути смертельною.
Цей фермент особливо рясний у первинних азурофільних гранулах цитоплазми поліморфноядерних лейкоцитів, де він складає більше 3% ваги цих клітин. Він також міститься в моноцитах людини, але не в тканинних макрофагах.
Мієлопероксидаза кодується геном 2200 пар основ (2,2 кб), який відповідає за синтез пептиду попередника залишку 745 амінокислот.
У людини цей ген розташований на хромосомі 17, в області 12-23 довгої руки, і містить 12 екзонів і 11 інтронів.
Синтез цього білка відбувається на змієлоцитарній стадії диференціювання клітин мієлоїдної лінії, і його посттрансляційна обробка відбувається між ендоплазматичним ретикулумом, комплексом Гольджі та плазматичною мембраною.
Включення гемопротезної групи відбувається незалежно від посттрансляційної обробки неактивного білка-попередника.
Будова
Мієлопероксидаза синтезується як глікозильований білок-попередник (з вуглеводними порціями) близько 90 кДа. Потім це розщеплюється, утворюючи дві ланцюги: важку (55-60 кДа) і легку (10-15 кДа).
Зрілий білок складається з двох важких і двох легких ланцюгів, що утворюють тетрамер від 120 до 160 кДа, з двома однаковими протетичними групами в кожному тетрамері.
Важка ланцюг має 467 амінокислот і знаходиться на С-кінці білка, тоді як легкий ланцюг складається з 108 залишків.
Щонайменше три ізоформи цього ферменту були описані в поліморфноядерних лейкоцитах, відомих як I, II і III, а в HL-60 промієлоцитарні пухлинні клітини (клітини-попередники) описані чотири, названі IA, IB, II та III.
Поліморфноядерні мієлопероксидази типу I, II та III мають молекулярну масу відповідно 120, 115 та 110 кДа, і їхній амінокислотний склад значно не змінюється. Вони мають високу частку залишків аспартату, глутамату, лейцину та проліну, а також амінокислоти N-ацетилглюкозаміну в сахаридної порції.
Протезова група цих ферментів містить атоми заліза, а вміст цього металу змінюється залежно від досліджуваних видів тварин. Вважається, що ця група ковалентно приєднана до важких субодиниць структури, що важливо для ферментативної активності.
Особливості
Мієлопероксидаза є частиною того, що відомо як «мієлопероксидазна система», і діє під час фагоцитозу вторгнення мікроорганізмів, що супроводжується різними окислювальними реакціями, оскільки є частиною фагоцитарних вакуолей.
Ця мієлопероксидазна система бере участь у виведенні бактерій, вірусів, паразитів, грибів.
Компонентами системи є фермент мієлопероксидаза, перекис водню та окислювальний фактор, такий як галогенід. Перекис водню утворюється під час дихання через проміжні аніони супероксиду.
Цей пероксид здатний реагувати з мієлопероксидазою, утворюючи так зване з'єднання I, яке може «атакувати» різні галогеніди. Коли сполука I вступає в реакцію з іншими молекулами донорів електронів, вона стає сполукою II, але сполука II не здатна реагувати з галогенідами.
Галогеніди, які використовує з'єднання I, можуть бути хлоридами, бромідами, йодидами та псевдогалогенідом тіоціанатом; Найбільш поширеними цими ферментами, згідно з експериментами in vivo, є хлориди, які, обробляючись мієлопероксидазою, перетворюються на гіпохлорну кислоту та інші похідні, які є потужними "герміцидними" молекулами.
Інші реакції, що каталізуються тим самим ферментом, утворюють вільні гідроксильні радикали, «синглетні» атоми кисню, які є не що інше, як атоми кисню у збудженому стані, та озон (O3), все з бактерицидною активністю.
У розвитку захворювань
Фермент мієлопероксидази бере участь у просуванні та розповсюдженні атеросклерозу, оскільки він підсилює окислювальний потенціал перекису водню, виробляючи потужні окислювачі, здатні впливати на різні фенольні сполуки.
Ці реактивні види беруть участь у появі уражень тканин, що виникають під час найрізноманітніших запальних станів.
Підвищення системних рівнів цього ферменту використовується як діагностичний маркер наявності ішемічної хвороби та інших важливих станів серця.
Окрім зв’язку з деякими серцевими захворюваннями, дефекти мієлопероксидази також перетворюються на імунні патологічні стани, оскільки дефекти її бактерицидної активності можуть спричинити небезпечні та гострі системні інфекції.
Список літератури
- Кімура, С., Ікеда-сайто, М. (1988). Людська мієлопероксидаза та пероксидаза щитовидної залози, два ферменти, що мають окремі та чіткі фізіологічні функції, є еволюційно пов'язаними членами однієї родини генів. Білки: структура, функціонування та біоінформатика, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Мієлопероксидаза. Фагоцитарні антимікробні системи, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Мієлопероксидаза: друг і ворог. Журнал Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Мієлопероксидаза: її структура та експресія під час мієлоїдної диференціації. Кров, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Мієлопероксидаза та серцево-судинні захворювання. Артеросклероз, тромбоз та судинна біологія, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., Koefter, HP (1991). Мієлопероксидаза: локалізація, структура та функції. В біохімії клітин крові (с. 255-288). Нью-Йорк: Пленум Прес.