ЙОДИДНА ПЕРОКСИДАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, БУДОВА, ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ

Щитовидна пероксидаза або щитовидна пероксидаза (АЯ) є гемо- глікопротеїном , що належить до сімейства пероксидаз ссавців (як мієлопероксидази, лактопероксидаза і інші) бере участь в шляху синтезу гормонів щитовидної залози.

Основна його функція - "йодування" залишків тирозину в тиреоглобуліні та утворення 3-3'-5-трийодтироніну (Т3) та тироксину (Т4) шляхом реакції "сполучення". внутрішньомолекулярні йодовані тирозини.

Схема біосинтетичного шляху гормону щитовидної залози, де бере участь йодидна пероксидаза (в окисленні йоду йоду до йоду) (Джерело: Mikael Häggström через Wikimedia Commons)

Трійодтиронін та тироксин - два гормони, що виробляються щитовидною залозою, які виконують найважливіші функції у розвитку, диференціюванні та обміні ссавців. Її механізм дії залежить від взаємодії його ядерних рецепторів із специфічними послідовностями генів цільових генів.

Існування ферменту йодиду пероксидази було підтверджено в 1960-х роках різними авторами, і зараз було досягнуто значних успіхів у визначенні його структури, її функцій та характеристик гена, який кодує її. у різних організмів.

У значній частині літератури, пов'язаної з цим ферментом, він відомий як мікросомальний "аутоантиген" і пов'язаний з деякими аутоімунними захворюваннями щитовидної залози.

Завдяки своїм імуногенним характеристикам цей фермент є цільовою або цільовою молекулою для антитіл, присутніх у сироватці крові багатьох пацієнтів із захворюваннями щитовидної залози, і його дефекти можуть призвести до гормональних дефіцитів, які можуть бути патофізіологічно важливими.

характеристики

Йодидна пероксидаза кодується геном, розташованим на хромосомі 2 у людини, який перевищує 150 кбіт / с і складається з 17 екзонів та 16 інтронів.

Цей трансмембранний білок з одним сегментом, зануреним у мембрану, тісно пов'язаний з мієлопероксидазою, з якою він поділяє більше 40% подібності послідовності амінокислот.

Його синтез відбувається в полірібосомах (сукупності рибосом, які відповідають за трансляцію того самого білка) і потім вставляється в мембрану ендоплазматичного ретикулума, де він проходить процес глікозилювання.

Після синтезованої та глікозильованої дії йодид пероксидаза транспортується до апікального полюсу тироцитів (клітини щитовидної залози або клітини щитовидної залози), де вона здатна піддавати свій каталітичний центр фолікулярному просвіту щитовидної залози.

Регулювання вираження

Експресія гена, що кодує тиреоїдну пероксидазу або йодид пероксидазу, контролюється тиреоїдними специфічними факторами транскрипції, такими як TTF-1, TTF-2 та Pax-8.

Генетичні елементи, що дозволяють збільшити або посилити експресію цього гена у людини, були описані в регіонах, які облягають 5 'кінець його, як правило, серед перших 140 пар основ цього "фланкуючого" регіону.

Існують також елементи, які пригнічують або зменшують експресію цього білка, але на відміну від "підсилювачів", вони були описані нижче за послідовністю генів.

Значна частина регуляції експресії гена йодиду пероксидази відбувається тканинно-специфічним чином, і це залежить від дії цис-діючих ДНК-зв'язуючих елементів, таких як фактори транскрипції TTF-1 та інші.

Будова

Цей білок з ферментативною активністю має близько 933 амінокислотних залишків і позаклітинний С-кінцевий кінець довжиною 197 амінокислот, що походить від експресії інших генних модулів, кодуючих інші глікопротеїни.

Його молекулярна маса становить близько 110 кДа і входить до групи глікозильованих трансмембранних гемових типів 1 типу, оскільки в його активній ділянці є глікозильований трансмембранний сегмент та гемогрупа.

Структура цього білка має щонайменше один дисульфідний міст у позаклітинній області, який утворює характерну замкнуту петлю, що піддається впливу на поверхню тироцитів.

Особливості

Основна фізіологічна функція пероксидази йодиду пов’язана з її участю в синтезі гормону щитовидної залози, де він каталізує «йодування» залишків тирозину моноіодотирозину (МІТ) та діодотирозину (ДІТ). залишки йодотирозину в тиреоглобуліні.

Що таке синтез гормону щитовидної залози?

Для того, щоб зрозуміти функцію ферменту тиреоїдної пероксидази, необхідно розглянути етапи гормонального синтезу там, де він бере участь:

1 -починається з транспорту йодиду до щитовидної залози і продовжується с

2 - Утворення окислювача, такого як перекис водню (H2O2)

3-Згодом синтезується рецепторний білок, тиреоглобулін

4-Йодид окислюється до стану більш високої валентності

5-Йодид зв’язується з залишками тирозину, присутніми в тиреоглобуліні

6-В тиреоглобуліні йодотироніни (тип тиреоїдних гормонів) утворюються шляхом сполучення залишків йодотирозину

7-тиреоглобулін зберігається і розщеплюється, то

8 - Йод виводиться з вільних йодотирозинів і, нарешті,

9-тироксин і трийодтиронін потрапляють у кров; Ці гормони надають свою дію, взаємодіючи зі своїми специфічними рецепторами, які розташовані на ядерній мембрані і здатні взаємодіяти з цільовими послідовностями ДНК, функціонуючи як фактори транскрипції.

Як можна зробити висновок із знань про функції двох гормонів, у синтезі яких він бере участь (Т3 і Т4), йодидна пероксидаза має важливе значення на фізіологічному рівні.

Нестача обох гормонів під час розвитку людини призводить до дефектів росту та розумової відсталості, а також до метаболічних дисбалансів у дорослому житті.

Супутні захворювання

Йодидна пероксидаза є одним з основних аутоантигенів щитовидної залози у людини і пов'язана з цитотоксичністю, опосередкованою комплементом. Його функція як аутоантиген виділяється у пацієнтів із аутоімунними захворюваннями щитовидної залози.

Наприклад, захворювання подагри пов'язане з дефіцитом вмісту йоду під час гормонального синтезу в щитовидці, що, в свою чергу, було пов'язано з дефіцитом йодування тиреоглобуліну внаслідок певних дефектів йодидної пероксидази.

Для деяких карцином характерно зміна функцій пероксидази йодиду, тобто рівень активності цього ферменту значно нижчий, ніж у онкологічних хворих.

Однак дослідження підтвердили, що це дуже мінлива характеристика, яка залежить не тільки від пацієнта, але і від типу раку та уражених областей.

Список літератури

Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Біосинтез гормону щитовидної залози: основні та клінічні аспекти. Прогрес в ендокринології та обміні речовин, 26 (6), 665–718.
Fragu, P., & Nataf, BM (1976). Активність пероксидази щитовидної залози при доброякісних та злоякісних розладах щитовидної залози. Ендокринне товариство, 45 (5), 1089–1096.
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.
Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Дослідження пероксидази йодиду людини: її активність при різних розладах щитовидної залози. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Структурні та функціональні аспекти пероксидази щитовидної залози. Архів біохімії та біофізики, 445, 269–277.
Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Зв'язок між імунологічною структурою та біохімічними властивостями пероксидази щитовидної залози людини. Ендокринні огляди, 125 (3), 1211–1218.
Таурог, А. (1999). Молекулярна еволюція пероксидази щитовидної залози. Біохімія, 81, 557–562.
Чжан, Дж. І Лазар, Массачусетс (2000). Механізм дії гормонів щитовидної залози. Ану. Преподобний Фізіол. , 62 (1), 439-466.

ЙОДИДНА ПЕРОКСИДАЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, БУДОВА, ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025