Mieloperoxidaza este o hemoproteină cu activitate enzimatică oxidoreductaza care funcționează în alte zone decât sistemul imunitar pentru a combate microorganismele invadatoare și alte procese celulare celule.
Această peroxidază lizozomală se găsește în granulocitele și monocitele mamiferelor și exercită funcții în sistemul microbicid dependent de peroxid de hidrogen al neutrofilelor, făcând parte din componentele răspunsului imun înnăscut.
Reprezentarea structurii enzimei Myeloperoxidase (Sursa: Jawahar Swaminathan și personalul MSD la Institutul European de Bioinformatică prin Wikimedia Commons)
A fost descris pentru prima dată în Agner, care a inventat termenul inițial „peroxidază verde”, deoarece este o enzimă cu o culoare verde caracteristică.
Ulterior, numele său a fost schimbat în mieloperoxidază, deoarece este o enzimă caracteristică celulelor aparținând liniei mieloide din măduva osoasă și prezentă în diferite țesuturi conjunctive ale corpului unor animale.
În plus față de funcțiile lor în sistemul imunitar de a combate microorganismele invadatoare, produsele reacțiilor catalizate de mieloperoxidază provoacă leziuni tisulare în timpul diferitelor reacții inflamatorii.
Activitatea sa a fost legată și de evoluția unor boli cardiovasculare și în fazele de inițiere, propagare și complicație ale proceselor aterosclerotice, care este exploatată pentru diagnosticul și intervenția terapeutică a acestor patologii.
caracteristici
Funcția catalitică a mieloperoxidazei se bazează pe oxidarea a doi electroni ai clonului, pentru a realiza formarea de HOCl sau acid hipocloros, care, atunci când este ingerat de organismele vii, este toxic și poate fi chiar letal.
Această enzimă este deosebit de abundentă în granulele azurofile primare din citoplasma leucocitelor polimorfonucleare, unde reprezintă mai mult de 3% din greutatea acestor celule. Se găsește și în monocitele umane, dar nu și în macrofagele tisulare.
Mieloperoxidasa este codificată de o genă de 2,200 perechi de baze (2,2 kb), care este responsabilă pentru sinteza unei peptide precursoare a reziduurilor de aminoacizi 745.
La om, această genă este localizată pe cromozomul 17, în regiunea 12-23 a brațului lung și conține 12 exoni și 11 introni.
Sinteza acestei proteine are loc în stadiul promielocitic al diferențierii celulelor liniei mieloide, iar prelucrarea ei post-translațională are loc între reticulul endoplasmatic, complexul Golgi și membrana plasmatică.
Incorporarea grupului protetic heme are loc independent de prelucrarea post-translațională a proteinei precursoare inactive.
Structura
Mieloperoxidază este sintetizată sub forma unei proteine precursoare glicozilate (cu porții de carbohidrați) de aproximativ 90 kDa. Aceasta este apoi scindată pentru a forma două lanțuri: o grea (55-60 kDa) și o ușoară (10-15 kDa).
Proteina matură este compusă din două lanțuri grele și două ușoare, formând un tetramer de 120-160 kDa, cu două grupe protetice identice în fiecare tetramer.
Lanțul greu are 467 de aminoacizi lung și este la capătul C al proteinei, în timp ce lanțul ușor este format din 108 reziduuri.
În leucocitele polimorfonucleare, au fost descrise cel puțin trei izoforme ale acestei enzime, cunoscute sub denumirea de I, II și III, iar în celulele tumorale promielocitice HL-60 (celule precursoare) au fost descrise patru, numite IA, IB, II și III.
Mieloperoxidasele de tip I, II și III polimorfonucleare au greutăți moleculare de 120, 115 și, respectiv, 110 kDa, iar compoziția lor de aminoacizi nu variază considerabil. Au o proporție mare de reziduuri de aspartat, glutamat, leucină și prolină, precum și aminoacidul N-acetilglucozamină din porțiunea de zaharidă.
Grupul protetic al acestor enzime conține atomi de fier, iar conținutul acestui metal variază în funcție de speciile animale studiate. Se consideră că acest grup este atașat covalent de subunitățile grele ale structurii, ceea ce este important pentru activitatea enzimatică.
Caracteristici
Mieloperoxidază face parte din ceea ce este cunoscut sub numele de „sistemul mieloperoxidazei” și acționează în timpul fagocitozei microorganismelor invadatoare, care este însoțită de diverse reacții oxidative, deoarece face parte din vacuole fagocitice.
Acest sistem de mieloperoxidază este implicat în eliminarea bacteriilor, virusurilor, paraziților și ciupercilor.
Componentele sistemului sunt enzima mieloperoxidază, peroxidul de hidrogen și un factor oxidabil cum este halogenul. Peroxidul de hidrogen este produs în timpul respirației prin anioni superoxid intermediari.
Acest peroxid este capabil să reacționeze cu mieloperoxidază pentru a forma ceea ce este cunoscut sub numele de compusul I, care poate „ataca” diferite halogenuri. Când compusul I reacționează cu alte molecule donatoare de electroni, acesta devine compusul II, dar compusul II nu este capabil să reacționeze cu halogenuri.
Halogenele pe care le utilizează compusul I pot fi cloruri, bromuri, ioduri și tiocianat de pseudo halogen; cele mai frecvente de aceste enzime, conform experimentelor in vivo, sunt clorurile care, odată prelucrate de mieloperoxidază, sunt transformate în acid hipocloros și alți derivați, care sunt molecule puternice „germicide”.
Alte reacții catalizate de aceeași enzimă produc radicali hidroxil liberi, atomi de oxigen „singulari”, care nu sunt altceva decât atomi de oxigen în stare excitată și ozon (O3), toate cu activități bactericide.
În dezvoltarea bolilor
Enzima mieloperoxidază este implicată în promovarea și răspândirea aterosclerozei, deoarece amplifică potențialul oxidativ al peroxidului de hidrogen prin producerea de oxidanți puternici capabili să afecteze diferiți compuși fenolici.
Aceste specii reactive sunt implicate în apariția leziunilor tisulare care apar în timpul unei mari varietăți de afecțiuni inflamatorii.
Creșterea nivelurilor sistemice ale acestei enzime este utilizată ca marker de diagnostic pentru existența bolilor coronariene și a altor afecțiuni cardiace importante.
În plus față de relația sa cu unele boli de inimă, defectele mieloperoxidazei se traduc și în condiții imunologice patologice, deoarece defectele din activitatea sa bactericidă pot duce la infecții sistemice periculoase și acute.
Referințe
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Mieloperoxidază umană și peroxidază tiroidă, două enzime cu funcții fiziologice separate și distincte, sunt membri în mod evolutiv din aceeași familie de gene. Proteine: structură, funcție și bioinformatică, 3, 113-120.
- Klebanoff, SJ (1999). Mieloperoxidazei. Sisteme antimicrobiene de fagocite, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Mieloperoxidază: prieten și dușman. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Mieloperoxidază: structura și expresia sa în timpul diferențierii mieloide. Sânge, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Mieloperoxidază și afecțiuni cardiovasculare. Arterioscleroză, tromboză și biologie vasculară, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., & Koefter, HP (1991). Mieloperoxidază: localizare, structură și funcție. În biochimia celulelor sanguine (pp. 255-288). New York: Plenum Press.