Den myeloperoxidas är en hemoprotein med oxidoreduktas enzymaktivitet som fungerar i andra än immunsystemet att bekämpa invaderande mikroorganismer och andra cellulära processer celler.
Detta lysosomala peroxidas finns i däggdjursgranulocyter och monocyter och utövar funktioner i det väteperoxidberoende mikrobicida systemet av neutrofiler, som utgör en del av komponenterna i det medfödda immunsvaret.
Representation av strukturen för Myeloperoxidas-enzymet (Källa: Jawahar Swaminathan och MSD-personal vid European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)
Det beskrevs för första gången av Agner, som myntade den ursprungliga termen "grön peroxidas", eftersom det är ett enzym med en karakteristisk grön färg.
En tid senare ändrades namnet till myeloperoxidas, eftersom det är ett enzym som kännetecknar cellerna som tillhör myeloida linjer från benmärgen och finns i olika bindvävnader i kroppen hos vissa djur.
Förutom deras funktioner i immunsystemet för att bekämpa invaderande mikroorganismer, orsakar produkterna av reaktioner katalyserade av myeloperoxidas vävnadsskada under olika inflammatoriska reaktioner.
Dess aktivitet har också varit relaterad till utvecklingen av vissa hjärt-kärlsjukdomar och under initierings-, föröknings- och komplikationsfaserna hos aterosklerotiska processer, som utnyttjas för diagnos och terapeutisk ingripande av dessa patologier.
egenskaper
Den katalytiska funktionen hos myeloperoxidas baseras på oxidationen av två elektroner av Cl-jonen för att uppnå bildningen av HOCl eller hypoklorsyra som, när de intas av levande organismer, är giftig och till och med kan vara dödlig.
Detta enzym är särskilt rikligt i de primära azurofila granulerna i cytoplasma av polymorfonukleära leukocyter, där det representerar mer än 3% av vikten av dessa celler. Det finns också i humana monocyter, men inte i vävnadsmakrofager.
Myeloperoxidas kodas av en 2 200 baspar (2,2 kb) gen, som är ansvarig för syntesen av en föregångare-peptid på 745 aminosyrarester.
Hos människor är denna gen lokaliserad på kromosom 17, i regionen 12-23 i den långa armen, och innehåller 12 exoner och 11 introner.
Syntesen av detta protein sker i det promyelocytiska stadiet av differentieringen av celler i den myeloida linjen och dess post-translationella behandling sker mellan endoplasmatisk retikulum, Golgi-komplexet och plasmamembranet.
Införlivandet av heme-protesgruppen sker oberoende av den post-translationella bearbetningen av det inaktiva prekursorproteinet.
Strukturera
Myeloperoxidas är syntetiserat som ett glykosylerat prekursorprotein (med kolhydratdelar) på cirka 90 kDa. Detta klyvs sedan för att bilda två kedjor: en tung (55-60 kDa) och en lätt (10-15 kDa).
Det mogna proteinet består av två tunga och två lätta kedjor och bildar en 120 till 160 kDa tetramer, med två identiska protetiska grupper i varje tetramer.
Den tunga kedjan är 467 aminosyror lång och är vid C-terminalen av protein, medan den lätta kedjan består av 108 rester.
Åtminstone tre isoformer av detta enzym har beskrivits i polymorfonukleära leukocyter, kända som I, II och III, och i HL-60 promyelocytiska tumörceller (prekursorceller) har fyra beskrivits, benämnda IA, IB, II och III.
Polymorfonukleära typ I, II och III myeloperoxidaser har molekylvikter på 120, 115 respektive 110 kDa, och deras aminosyrasammansättning varierar inte avsevärt. De har en hög andel rester av aspartat, glutamat, leucin och prolin, såväl som aminosocker N-acetylglukosamin i sackariddelen.
Protesgruppen för dessa enzymer innehåller järnatomer och innehållet i denna metall varierar beroende på den undersökta djurarten. Denna grupp tros vara kovalent bunden till de tunga underenheterna i strukturen, vilket är viktigt för enzymatisk aktivitet.
Funktioner
Myeloperoxidas är en del av det som kallas ”myeloperoxidas-systemet” och fungerar under fagocytos av invaderande mikroorganismer, som åtföljs av olika oxidativa reaktioner, eftersom det är en del av fagocytiska vakuoler.
Detta myeloperoxidas-system är involverat i eliminering av bakterier, virus, parasiter och svampar.
Komponenterna i systemet är enzymet myeloperoxidas, väteperoxid och en oxiderbar faktor såsom en halogenid. Väteperoxid produceras under andning genom mellanliggande superoxidanjoner.
Denna peroxid kan reagera med myeloperoxidas för att bilda vad som kallas förening I, som kan "attackera" olika halider. När förening I reagerar med andra elektrondonatormolekyler blir den förening II, men förening II kan inte reagera med halider.
Haliderna som förening I använder kan vara klorider, bromider, jodider och pseudohalogenidtiocyanat; de vanligaste av dessa enzymer, enligt in vivo-experiment, är klorider som, när de en gång har bearbetats med myeloperoxidas, förvandlas till hypoklorsyra och andra derivat, som är kraftfulla "bakteriedödande" molekyler.
Andra reaktioner katalyserade av samma enzym producerar fria hydroxylradikaler, "singlett" syreatomer, som inte är mer än syreatomer i ett upphetsat tillstånd och ozon (O3), alla med bakteriedödande aktiviteter.
I utvecklingen av sjukdomar
Myeloperoxidas-enzymet är involverat i främjandet och spridningen av ateroskleros, eftersom det förstärker oxidationspotentialen för väteperoxid genom att producera kraftfulla oxidanter som kan påverka olika fenoliska föreningar.
Dessa reaktiva arter är involverade i uppkomsten av vävnadsskador som uppstår under en mängd olika inflammatoriska tillstånd.
Ökningen i de systemiska nivåerna av detta enzym används som en diagnostisk markör för förekomsten av koronarsjukdomar och andra viktiga hjärntillstånd.
Utöver dess förhållande till vissa hjärtsjukdomar kan defekter i myeloperoxidas också översättas till immunpatologiska tillstånd, eftersom defekter i dess bakteriedödande aktivitet kan resultera i farliga och akuta systeminfektioner.
referenser
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Mänskligt myeloperoxidas och sköldkörtelperoxidas, två enzymer med separata och distinkta fysiologiska funktioner, är evolutionärt besläktade medlemmar av samma genfamilj. Proteiner: Struktur, funktion och bioinformatik, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Myeloperoxidas. Phagocyte Antimicrobial Systems, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Myeloperoxidase: vän och fiende. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Myeloperoxidas: dess struktur och uttryck under myeloid differentiering. Blod, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Myeloperoxidas och hjärt-kärlsjukdom. Arterioskleros, trombos och vaskulär biologi, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., & Koefter, HP (1991). Myeloperoxidase: Lokalisering, struktur och funktion. In Blood Cell Biochemistry (sid. 255-288). New York: Plenum Press.