Den myeloperoksidase er en hemoprotein med oksidoreduktase-enzym-aktivitet som virker i andre enn immunsystemet for å bekjempe invaderende mikroorganismer og andre cellulære prosesser celler.
Denne lysosomale peroksydase finnes i pattedyrgranulocytter og monocytter og utøver funksjoner i det hydrogenperoksydavhengige mikrobisidale systemet med nøytrofiler og utgjør en del av komponentene i det medfødte immunresponset.
Representasjon av strukturen til Myeloperoxidase-enzymet (Kilde: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)
Det ble beskrevet for første gang av Agner, som tegnet den opprinnelige betegnelsen "grønn peroksydase", ettersom det er et enzym med en karakteristisk grønn farge.
Senere ble navnet endret til myeloperoxidase, siden det er et enzym som er karakteristisk for celler som tilhører myeloide linjer fra benmargen og til stede i forskjellige bindevev i kroppen til noen dyr.
I tillegg til deres funksjoner i immunsystemet for å bekjempe invaderende mikroorganismer, forårsaker reaksjonsproduktene katalysert av myeloperoksidase vevsskader under forskjellige betennelsesreaksjoner.
Dets aktivitet har også vært relatert til utviklingen av noen hjerte- og karsykdommer og under igangsetting, forplantning og komplikasjonsfaser av aterosklerotiske prosesser, som blir utnyttet for diagnose og terapeutisk intervensjon av disse patologiene.
kjennetegn
Den katalytiske funksjonen til myeloperoxidase er basert på oksidasjon av to elektroner av Cl-ion, for å oppnå dannelse av HOCl eller hypoklorsyre, som, når den tas inn av levende organismer, er giftig og til og med kan være dødelig.
Dette enzymet er spesielt rikelig i de primære azurofile granulatene i cytoplasma av polymorfonukleære leukocytter, hvor det representerer mer enn 3% av vekten til disse cellene. Det finnes også i humane monocytter, men ikke i vevsmakrofager.
Myeloperoxidase er kodet av et 2.200 basepar (2,2 kb) gen, som er ansvarlig for syntesen av et forløperpeptid på 745 aminosyrerester.
Hos mennesker er dette genet lokalisert på kromosom 17, i regionen 12-23 av langarmen, og inneholder 12 eksoner og 11 introner.
Syntesen av dette proteinet skjer i det promyelocytiske stadiet av differensieringen av cellene i myeloidlinjen, og dets post-translasjonelle prosessering skjer mellom endoplasmatisk retikulum, Golgi-komplekset og plasmamembranen.
Inkorporering av den heme protetiske gruppen skjer uavhengig av den post-translasjonelle prosessering av det inaktive forløperproteinet.
Struktur
Myeloperoxidase syntetiseres som et glykosylert forløperprotein (med karbohydratporsjoner) på omtrent 90 kDa. Dette spaltes deretter for å danne to kjeder: en tung (55-60 kDa) og en lett (10-15 kDa).
Det modne proteinet er sammensatt av to tunge og to lette kjeder, og danner en 120-160 kDa tetramer, med to identiske protetiske grupper i hver tetramer.
Den tunge kjeden er 467 aminosyrer lang og er på C-terminalen av protein, mens den lette kjeden består av 108 rester.
Minst tre isoformer av dette enzymet er beskrevet i polymorfonukleære leukocytter, kjent som I, II og III, og i HL-60 promyelocytiske tumorceller (forløperceller) er fire blitt beskrevet, kalt IA, IB, II og III.
Polymorfonukleære type I, II og III myeloperoksidaser har molekylvekter på henholdsvis 120, 115 og 110 kDa, og deres aminosyresammensetning varierer ikke betydelig. De har en høy andel aspartat, glutamat, leucin og prolinrester, så vel som aminosukkeret N-acetylglukosamin i sakkarid-delen.
Den protesiske gruppen av disse enzymene inneholder jernatomer, og innholdet i dette metallet varierer avhengig av dyreartene som er studert. Denne gruppen antas å være kovalent festet til de tunge underenhetene i strukturen, noe som er viktig for enzymatisk aktivitet.
Egenskaper
Myeloperoxidase er en del av det som er kjent som "myeloperoxidase-systemet", og virker under fagocytose av invaderende mikroorganismer, som er ledsaget av forskjellige oksidative reaksjoner, da det utgjør en del av fagocytiske vakuoler.
Dette myeloperoxidasesystemet er involvert i eliminering av bakterier, virus, parasitter og sopp.
Komponentene i systemet er enzymet myeloperoxidase, hydrogenperoksyd og en oksiderbar faktor, så som et halogenid. Hydrogenperoksyd produseres under respirasjon gjennom mellomliggende superoksydanioner.
Dette peroksydet er i stand til å reagere med myeloperoksidase for å danne det som er kjent som forbindelse I, som kan "angripe" forskjellige halogenider. Når forbindelse I reagerer med andre elektrondonormolekyler, blir den forbindelse II, men forbindelse II er ikke i stand til å reagere med halogenider.
Halogenidene som forbindelse I benytter kan være klorider, bromider, jodider og pseudohalogenid-tiocyanat; de vanligste av disse enzymene, ifølge in vivo-eksperimenter, er kloridene som, når de ble behandlet med myeloperoksidase, blir omdannet til hypoklorsyre og andre derivater, som er kraftige "bakteriedrepende" molekyler.
Andre reaksjoner katalysert av det samme enzymet produserer frie hydroksylradikaler, "singlet" oksygenatomer, som ikke er mer enn oksygenatomer i opphisset tilstand, og ozon (O3), alle med bakteriedrepende aktiviteter.
I utviklingen av sykdommer
Myeloperoxidase-enzymet er involvert i promotering og spredning av aterosklerose, siden det forsterker oksidasjonspotensialet til hydrogenperoksyd ved å produsere kraftige oksidanter som kan påvirke forskjellige fenoliske forbindelser.
Disse reaktive artene er involvert i utseendet på vevslesjoner som oppstår under en lang rekke inflammatoriske tilstander.
Økningen i de systemiske nivåene av dette enzymet brukes som en diagnostisk markør for eksistensen av koronarsykdommer og andre viktige hjertetilstander.
I tillegg til forholdet til noen hjertesykdommer, kan defekter i myeloperoxidase også føre til immunpatologiske tilstander, siden feil i bakteriedrepende aktivitet kan føre til farlige og akutte systemiske infeksjoner.
referanser
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Menneskelig myeloperoksidase og skjoldbruskperoksidase, to enzymer med separate og distinkte fysiologiske funksjoner, er evolusjonært beslektede medlemmer av samme genfamilie. Proteiner: Struktur, funksjon og bioinformatikk, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Myeloperoksidase. Phagocyte Antimicrobial Systems, 111 (5), 383–389.
- Klebanoff, SJ (2005). Myeloperoxidase: venn og fiende. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Myeloperoxidase: Struktur og uttrykk under myeloid differensiering. Blod, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Myeloperoxidase og hjerte- og karsykdommer. Arteriosklerose, trombose og vaskulær biologi, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., & Koefter, HP (1991). Myeloperoxidase: Lokalisering, struktur og funksjon. I Blood Cell Biochemistry (s. 255-288). New York: Plenum Press.