Myeloperoxidase yra hemoprotein su oksidoreduktazės fermentinio aktyvumo, kurios funkcijos, išskyrus imuninės sistemos, skirtos kovai su invazija mikroorganizmų ir kitų ląstelinių procesų ląstelių.
Ši lizosominė peroksidazė randama žinduolių granulocituose ir monocituose ir atlieka funkcijas nuo vandenilio peroksido priklausomoje neutrofilų mikrobicidų sistemoje, sudarančioje įgimto imuninio atsako komponentus.
Mieloperoksidazės fermento struktūros vaizdavimas (Šaltinis: Jawahar Swaminathan ir MSD darbuotojai Europos bioinformatikos institute per „Wikimedia Commons“)
Pirmą kartą tai aprašė Agneris, sukūręs pradinį terminą „žalia peroksidazė“, nes tai yra būdingas fermentas, turintis žalią spalvą.
Po kurio laiko jo pavadinimas buvo pakeistas į mieloperoksidazę, nes tai yra fermentas, būdingas ląstelėms, priklausančioms mieloidinėms linijoms iš kaulų čiulpų ir esančioms skirtinguose jungiamuosiuose kai kurių gyvūnų kūno audiniuose.
Mieloperoksidazės katalizuojami reakcijų produktai, be imuninės sistemos funkcijų, padedančių kovoti su įsiveržiančiais mikroorganizmais, sukelia audinių pažeidimus įvairių uždegiminių reakcijų metu.
Jo veikla taip pat buvo susijusi su kai kurių širdies ir kraujagyslių ligų evoliucija ir aterosklerozinių procesų, kurie yra naudojami diagnozuojant ir gydant šias patologijas, inicijavimo, plitimo ir komplikacijų metu.
charakteristikos
Mieloperoksidazės katalizinė funkcija pagrįsta dviejų Cl-jonų elektronų oksidacija, kad susidarytų HOCl arba hipochlorinė rūgštis, kuri, prarijus gyvus organizmus, yra toksiška ir netgi gali būti mirtina.
Šis fermentas ypač gausus pirminėse azurofilinėse granulėse polimorfonuklearinių leukocitų citoplazmoje, kur jis sudaro daugiau kaip 3% šių ląstelių svorio. Jis taip pat randamas žmogaus monocituose, bet ne audinių makrofaguose.
Mieloperoksidazę koduoja 2200 bazių porų (2,2 kb) genas, atsakingas už 745 aminorūgšties liekanos pirmtako peptido sintezę.
Žmonėms šis genas yra 17 chromosomoje, ilgosios rankos 12–23 regione, ir jame yra 12 egzonų ir 11 intronų.
Šio baltymo sintezė vyksta mieloidinės linijos ląstelių diferenciacijos promielocitiniame etape, o jos translacinis apdorojimas vyksta tarp endoplazminio retikulumo, Golgi komplekso ir plazminės membranos.
Hemo protezų grupės inkorporavimas vyksta nepriklausomai nuo neaktyvaus pirmtako baltymo posttransliacinio perdirbimo.
Struktūra
Mieloperoksidazė sintetinamas kaip glikozilinto baltymo pirmtakas (su angliavandenių dalimis), kurio maždaug 90 kDa. Vėliau tai suskaidoma į dvi grandines: sunkią (55–60 kDa) ir lengvą (10–15 kDa).
Subrendęs baltymas yra sudarytas iš dviejų sunkiųjų ir dviejų lengvųjų grandinių, sudarančių nuo 120 iki 160 kDa tetramerą, kiekviename tetramere turinčio dvi identiškas protezavimo grupes.
Sunkioji grandinė yra 467 aminorūgščių ilgio ir yra C baltymo gale, o lengvoji grandinė yra sudaryta iš 108 liekanų.
Buvo aprašytos mažiausiai trys šio fermento izoformos polimorfonukleariniuose leukocituose, žinomuose kaip I, II ir III, ir HL-60 promielocitinių naviko ląstelių (pirmtakų ląstelių), aprašytos keturios, pavadintos IA, IB, II ir III.
I, II ir III tipo polimorfonuklearinių mieloperoksidazių molekulinis svoris yra atitinkamai 120, 115 ir 110 kDa, o jų aminorūgščių sudėtis labai nesiskiria. Jie turi didelę aspartato, glutamato, leucino ir prolino liekanų dalį, taip pat sacharido dalyje aminorūgšties N-acetilgliukozamino.
Šių fermentų protezų grupėje yra geležies atomų, o šio metalo kiekis skiriasi priklausomai nuo tirtų gyvūnų rūšių. Manoma, kad ši grupė yra kovalentiškai prijungta prie sunkiųjų struktūros subvienetų, kurie yra svarbūs fermentiniam aktyvumui.
funkcijos
Mieloperoksidazė yra dalis to, kas vadinama „mieloperoksidazės sistema“, ir veikia įsibrovusių mikroorganizmų fagocitozės metu, kurią lydi įvairios oksidacinės reakcijos, nes ji yra fagocitinių vakuolių dalis.
Ši mieloperoksidazės sistema yra skirta pašalinti bakterijas, virusus, parazitus ir grybelius.
Sistemos komponentai yra fermentas mieloperoksidazė, vandenilio peroksidas ir oksiduojamasis faktorius, pavyzdžiui, halogenidas. Vandenilio peroksidas gaminamas kvėpuojant per tarpinius superoksido anijonus.
Šis peroksidas sugeba reaguoti su mieloperoksidaze, sudarydamas vadinamąjį I junginį, kuris gali „užpulti“ įvairius halogenidus. Kai I junginys reaguoja su kitomis elektronų donoro molekulėmis, jis tampa II junginiu, tačiau II junginys nesugeba reaguoti su halogenidais.
Halidai, kuriuos naudoja I junginys, gali būti chloridai, bromidai, jodidai ir pseudohalogenido tiocianatas; Dažniausiai šie fermentai, remiantis in vivo eksperimentais, yra chloridai, kurie, perdirbti mieloperoksidazės būdu, virsta hipochloro rūgštimi ir kitais dariniais, kurie yra galingos „germicidinės“ molekulės.
Kitos reakcijos, katalizuojamos to paties fermento, išskiria laisvuosius hidroksilo radikalus, „pavienius“ deguonies atomus, kurie yra ne kas kita kaip deguonies atomai sužadintoje būsenoje, ir ozoną (O3), kurie turi baktericidinį aktyvumą.
Vystantis ligoms
Mieloperoksidazės fermentas yra susijęs su aterosklerozės skatinimu ir plitimu, nes jis padidina vandenilio peroksido oksidacinį potencialą gamindamas galingus oksidantus, galinčius paveikti skirtingus fenolio junginius.
Šios reaktyviosios rūšys yra susijusios su audinių pažeidimų, atsirandančių įvairiausiais uždegiminiais atvejais, atsiradimu.
Padidėjęs sisteminis šio fermento kiekis naudojamas kaip diagnostinis koronarinių ligų ir kitų svarbių širdies ligų žymeklis.
Be ryšių su kai kuriomis širdies ligomis, mieloperoksidazės defektai virsta ir imuninės sistemos patologinėmis būklėmis, nes dėl baktericidinio aktyvumo trūkumų jie gali sukelti pavojingas ir ūmines sistemines infekcijas.
Nuorodos
- Kimura, S., ir Ikeda-saito, M. (1988). Žmogaus mieloperoksidazė ir skydliaukės peroksidazė, du fermentai, turintys atskiras ir aiškias fiziologines funkcijas, yra evoliuciškai susiję tos pačios genų šeimos nariai. Baltymai: struktūra, funkcija ir bioinformatika, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Mieloperoksidazė. Fagocitų antimikrobinės sistemos, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Mieloperoksidazė: draugas ir priešas. Leukocitų biologijos žurnalas, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Mieloperoksidazė: jos struktūra ir raiška mieloidinės diferenciacijos metu. Kraujas, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Mieloperoksidazė ir širdies ir kraujagyslių ligos. Arteriosklerozė, trombozė ir kraujagyslių biologija, 25, 1102–1111.
- Tobleris, A., ir Koefteris, HP (1991). Mieloperoksidazė: lokalizacija, struktūra ir funkcija. „Kraujo ląstelių biochemijoje“ (p. 255–288). Niujorkas: „Plenum Press“.