PEROXIDAZĂ DE IOD: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Peroxidazei tiroidiene sau tiroida peroxidaza (TPO) este aparținând familiei de peroxidaze mamifere glicoproteinei hemo (ca mieloperoxidaza, lactoperoxidază și altele) implicate în calea de sinteză a hormonilor tiroidieni.

Funcția sa principală este „iodarea” reziduurilor de tirozină din tiroglobulină și formarea 3-3’-5-triiodotironină (T3) și tiroxină (T4) printr-o reacție de „cuplare”. intramolecular al tirozinelor iodate.

Schema căii biosintetice a hormonului tiroidian, la care participă peroxidază de iod (în oxidarea ionului de iod la iod) (Sursa: Mikael Häggström prin Wikimedia Commons)

Triiodotironina și tiroxina sunt doi hormoni produși de glanda tiroidă care au funcții esențiale în dezvoltarea, diferențierea și metabolismul mamiferelor. Mecanismul său de acțiune depinde de interacțiunea receptorilor săi nucleari cu secvențe specifice de gene ale genelor sale țintă.

Existența enzimei iodură peroxidază a fost confirmată în anii '60 de către diferiți autori și s-au făcut acum progrese considerabile în determinarea structurii sale, a funcțiilor sale și a caracteristicilor genei care o codifică. în diferite organisme.

În mare parte din literatura de specialitate referitoare la această enzimă, este cunoscută sub numele de „autoantigen” microsomal și este legată de unele boli tiroidiene autoimune.

Datorită caracteristicilor sale imunogene, această enzimă este o moleculă țintă sau țintă pentru anticorpii prezenți în serul multor pacienți cu boli tiroidiene, iar defectele acesteia pot duce la deficiențe hormonale care pot fi importante fiziopatologic.

caracteristici

Peroxidază de iod este codificată de o genă situată pe cromozomul 2 la om, care este mai mare de 150 kbp și este compusă din 17 exoni și 16 introni.

Această proteină transmembranară, cu un singur segment cufundat în membrană, este strâns legată de mieloperoxidază, cu care are mai mult de 40% similaritate cu secvența de aminoacizi.

Sinteza acesteia are loc în poliribozomi (un set de ribozomi care este responsabil pentru traducerea aceleiași proteine) și este apoi introdus în membrana reticulului endoplasmic, unde suferă un proces de glicozilare.

Odată sintetizată și glicozilată, peroxidază de iod este transportată la polul apical al tirocitelor (celulele tiroidiene sau celulelor tiroidiene), unde este capabilă să-și expună centrul catalitic la lumenul folicular al tiroidei.

Reglarea expresiei

Expresia genei care codifică peroxidază tiroidiană sau iodură peroxidază este controlată de factori de transcripție specifici tiroidiei, cum ar fi TTF-1, TTF-2 și Pax-8.

Elementele genetice care fac posibilă creșterea sau îmbunătățirea expresiei acestei gene la om au fost descrise în regiunile care flanchează capătul 5 'al acesteia, de obicei printre primele 140 de perechi de baze ale acestei regiuni "flancare".

Există, de asemenea, elemente care reprimă sau reduc expresia acestei proteine, dar spre deosebire de „potențiatori”, acestea au fost descrise în aval de secvența genică.

O mare parte din reglarea expresiei genice a peroxidazei iodice are loc într-o manieră specifică țesutului, iar aceasta depinde de acțiunea elementelor de legare a ADN-ului care acționează cis, cum ar fi factorii de transcripție TTF-1 și alții.

Structura

Această proteină cu activitate enzimatică are aproximativ 933 reziduuri de aminoacizi și un capăt C-terminal extracelular de 197 de aminoacizi, care vine din expresia altor module genice care codifică alte glicoproteine.

Greutatea sa moleculară este de aproximativ 110 kDa și face parte din grupul de proteine ​​heme transmembrane glicozilate de tip 1, deoarece are un segment transmembran glicozilat și o grupă heme în locul său activ.

Structura acestei proteine ​​are cel puțin o punte disulfură în regiunea extracelulară care formează o buclă închisă caracteristică care este expusă pe suprafața tirozitelor.

Caracteristici

Principala funcție fiziologică a peroxidazei iodice este legată de participarea sa la sinteza hormonului tiroidian, unde catalizează „iodarea” reziduurilor de tirozină din monoiodotirozină (MIT) și diiodotirozină (DIT), pe lângă cuplarea reziduuri de iodotirozină în tiroglobulină.

Care este sinteza hormonului tiroidian?

Pentru a înțelege funcția enzimei peroxidază tiroidiene, este necesar să se ia în considerare etapele sintezei hormonale la care participă:

1-Începe cu transportul iodurii la tiroidă și continuă cu

2-Generarea unui agent oxidant cum este peroxidul de hidrogen (H2O2)

3-Ulterior, se sintetizează o proteină receptoră, tiroglobulina

4-Iodura este oxidată la o stare de valență mai mare și apoi

5-Iodura se leagă de reziduurile de tirozină prezente în tiroglobulină

6-În iodotironine tiroglobuline (un tip de hormoni tiroidieni) se formează prin cuplarea reziduurilor de iodotrozină

7-Tiroglobulina este păstrată și clivată apoi

8-Iodul este îndepărtat din iodotirozine libere și, în final,

9-Tiroxina și triiodotironina sunt eliberate în sânge; Acești hormoni își exercită efectele interacționând cu receptorii lor specifici, care sunt localizați pe membrana nucleară și care sunt capabili să interacționeze cu secvențele ADN țintă, funcționând ca factori de transcripție.

După cum s-ar putea deduce din cunoașterea funcțiilor celor doi hormoni la a căror sinteză participă (T3 și T4), peroxidază iodată are implicații importante la nivel fiziologic.

Lipsa ambilor hormoni în timpul dezvoltării umane produce defecte de creștere și retard mental, precum și dezechilibre metabolice în viața adultă.

Boli conexe

Peroxidazul de iod este unul dintre autoantigenii tiroidieni majori la om și este asociat cu citotoxicitatea mediată de sistem. Funcția sa de autoantigen este evidențiată la pacienții cu boli autoimune tiroidiene.

Boala guta, de exemplu, se datorează unei deficiențe în conținutul de iod în timpul sintezei hormonale la tiroida, care, la rândul său, a fost legată de o deficiență de iodare a tiroglobulinei ca urmare a anumitor defecte ale peroxidazei de iod.

Unele carcinoame sunt caracterizate prin faptul că au funcții alterate de peroxidază iodidică, adică nivelurile de activitate ale acestei enzime sunt semnificativ mai mici decât la pacienții care nu au cancer.

Cu toate acestea, studiile au confirmat că este o caracteristică extrem de variabilă, care depinde nu numai de pacient, ci de tipul de cancer și de regiunile afectate.

Referințe

1. Degroot, LJ și Niepomniszcze, H. (1977). Biosinteza hormonului tiroidian: aspecte de bază și clinice. Progrese în Endocrinologie și Metabolism, 26 (6), 665–718.
2. Fragu, P., & Nataf, BM (1976). Activitatea peroxidazei tiroidiene umane în tulburările tiroidiene benigne și maligne. Societatea Endocrină, 45 (5), 1089-1096.
3. 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.
4. Nagasaka, A., Hidaka, H., și Ishizuki, Y. (1975). Studii asupra peroxidazei de iod uman: activitatea sa în diverse tulburări de tiroidă. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
5. Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Aspecte structurale și funcționale ale peroxidazei tiroidiene. Arhivele de Biochimie și Biofizică, 445, 269–277.
6. Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Relația dintre structura imunologică și proprietățile biochimice ale peroxidazei tiroidiene umane. Recenzii endocrine, 125 (3), 1211–1218.
7. Taurog, A. (1999). Evoluția moleculară a peroxidazei tiroidiene. Biochimie, 81, 557–562.
8. Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Mecanismul de acțiune al hormonilor tiroidieni. Annu. Rev. Physiol. , 62 (1), 439-466.