- ลักษณะเฉพาะ
- ระเบียบการแสดงออก
- โครงสร้าง
- คุณสมบัติ
- การสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์คืออะไร?
- โรคที่เกี่ยวข้อง
- อ้างอิง
ไทรอยด์ peroxidaseหรือต่อมไทรอยด์ peroxidase (TPO) เป็น Hemo-ไกลโคโปรตีนที่อยู่ในครอบครัวของ peroxidases เลี้ยงลูกด้วยนม (เป็น myeloperoxidase, lactoperoxidase และอื่น ๆ ) มีส่วนร่วมในทางเดินการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์
หน้าที่หลักของมันคือการ "ไอโอดีน" ของไทโรซีนที่ตกค้างใน thyroglobulin และการสร้าง 3-3'-5-triiodothyronine (T3) และ thyroxine (T4) ผ่านปฏิกิริยา "coupling" เข้ากล้ามของไทโรซีนที่เสริมไอโอดีน
โครงการวิถีทางชีวสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์โดยที่ Iodide Peroxidase (ในการเกิดออกซิเดชันของไอโอไดด์ไอออนเป็นไอโอดีน) มีส่วนร่วม (ที่มา: Mikael Häggströmผ่าน Wikimedia Commons)
Triiodothyronine และ thyroxine เป็นฮอร์โมนสองชนิดที่ผลิตโดยต่อมไทรอยด์ซึ่งมีหน้าที่สำคัญในการพัฒนาความแตกต่างและการเผาผลาญของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม กลไกการออกฤทธิ์ของมันขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของตัวรับนิวเคลียร์กับลำดับยีนเฉพาะของยีนเป้าหมาย
การดำรงอยู่ของเอนไซม์ไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสได้รับการยืนยันในปี 1960 โดยผู้เขียนหลายคนและในปัจจุบันมีความก้าวหน้าอย่างมากในการกำหนดโครงสร้างหน้าที่และลักษณะของยีนที่เข้ารหัส ในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน
ในวรรณกรรมส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์นี้เรียกว่า microsomal "autoantigen" และเกี่ยวข้องกับโรคต่อมไทรอยด์ชนิดแพ้ภูมิตัวเอง
เนื่องจากลักษณะภูมิคุ้มกันของมันทำให้เอนไซม์นี้เป็นโมเลกุลเป้าหมายหรือเป้าหมายของแอนติบอดีที่มีอยู่ในซีรั่มของผู้ป่วยโรคไทรอยด์จำนวนมากและข้อบกพร่องอาจนำไปสู่การขาดฮอร์โมนที่อาจมีความสำคัญทางพยาธิสรีรวิทยา
ลักษณะเฉพาะ
Iodide peroxidase ถูกเข้ารหัสโดยยีนที่อยู่บนโครโมโซม 2 ในมนุษย์ซึ่งมีขนาดมากกว่า 150 kbp และประกอบด้วย 17 exons และ 16 introns
โปรตีน transmembrane ซึ่งมีส่วนเดียวที่แช่อยู่ในเมมเบรนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับ myeloperoxidase ซึ่งมีความคล้ายคลึงกันของลำดับกรดอะมิโนมากกว่า 40%
การสังเคราะห์ของมันเกิดขึ้นในโพลีไรโบโซม (ชุดของไรโบโซมที่รับผิดชอบในการแปลโปรตีนเดียวกัน) จากนั้นจะถูกแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมซึ่งผ่านกระบวนการไกลโคซิเลชั่น
เมื่อสังเคราะห์และไกลโคซิลแล้วไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังขั้วปลายของไธโรไซท์ (เซลล์ต่อมไทรอยด์หรือเซลล์ต่อมไทรอยด์) ซึ่งสามารถเปิดเผยศูนย์เร่งปฏิกิริยาไปยังรูขุมขนของต่อมไทรอยด์ได้
ระเบียบการแสดงออก
การแสดงออกของยีนที่เข้ารหัสไทรอยด์เปอร์ออกซิเดสหรือไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสถูกควบคุมโดยปัจจัยการถอดความเฉพาะของต่อมไทรอยด์เช่น TTF-1, TTF-2 และ Pax-8
องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่ทำให้สามารถเพิ่มหรือเพิ่มประสิทธิภาพการแสดงออกของยีนนี้ในมนุษย์ได้รับการอธิบายไว้ในบริเวณที่ขนาบข้างปลายทั้ง 5 ซึ่งโดยปกติจะอยู่ใน 140 คู่เบสแรกของภูมิภาค "ขนาบข้าง" นี้
นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบที่ยับยั้งหรือลดการแสดงออกของโปรตีนนี้ แต่ไม่เหมือนกับ "สารเพิ่มประสิทธิภาพ" สิ่งเหล่านี้ได้รับการอธิบายไว้ที่ปลายน้ำของลำดับยีน
การควบคุมการแสดงออกของยีนไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อและสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการกระทำขององค์ประกอบการจับดีเอ็นเอที่ทำหน้าที่ cis เช่นปัจจัยการถอดความ TTF-1 และอื่น ๆ
โครงสร้าง
โปรตีนที่มีกิจกรรมของเอนไซม์นี้มีกรดอะมิโนตกค้างประมาณ 933 ชนิดและปลายขั้ว C นอกเซลล์ของกรดอะมิโน 197 ยาวซึ่งมาจากการแสดงออกของโมดูลยีนอื่น ๆ ที่เป็นรหัสสำหรับไกลโคโปรตีนอื่น ๆ
น้ำหนักโมเลกุลของมันอยู่ที่ประมาณ 110 kDa และเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มของโปรตีน heme transmembrane ชนิดที่ 1 ไกลโคซิลเนื่องจากมีส่วนของสารที่ก่อให้เกิดไกลโคซิลและกลุ่มฮีมในบริเวณที่ทำงานอยู่
โครงสร้างของโปรตีนนี้มีสะพานไดซัลไฟด์อย่างน้อยหนึ่งสะพานในบริเวณนอกเซลล์ซึ่งก่อให้เกิดวงปิดลักษณะเฉพาะที่สัมผัสกับพื้นผิวของไธโรไซท์
คุณสมบัติ
หน้าที่ทางสรีรวิทยาหลักของไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสเกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์ซึ่งกระตุ้นให้เกิด "ไอโอดีน" ของไทโรซีนที่ตกค้างของโมโนโอไดโอไทโรซีน (MIT) และไดโอโดไทโรซีน (DIT) นอกเหนือจากการมีเพศสัมพันธ์ของ ไอโอโดไทโรซีนตกค้างใน thyroglobulin
การสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์คืออะไร?
เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานของเอนไซม์ไทรอยด์เปอร์ออกซิเดสจำเป็นต้องพิจารณาขั้นตอนของการสังเคราะห์ฮอร์โมนที่มีส่วนร่วม:
1- เริ่มต้นด้วยการขนส่งไอโอไดด์ไปยังไทรอยด์และต่อด้วย
2- การสร้างตัวออกซิไดซ์เช่นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2)
3- ต่อจากนั้นโปรตีนตัวรับไทโรโกลบูลินจะถูกสังเคราะห์
4- ไอโอไดด์จะถูกออกซิไดซ์ไปยังสถานะวาเลนซ์ที่สูงขึ้นแล้ว
5-Iodide จับกับไทโรซีนที่ตกค้างอยู่ใน thyroglobulin
6-In thyroglobulin iodothyronines (ฮอร์โมนไทรอยด์ชนิดหนึ่ง) เกิดจากการมีเพศสัมพันธ์ของสารตกค้างของไอโอโดไทโรซีน
7-Thyroglobulin ถูกเก็บและแยกออกจากนั้น
8- ไอโอดีนถูกกำจัดออกจากไอโอโดไทโรซีนฟรีและในที่สุด
9-Thyroxine และ triiodothyronine ถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด ฮอร์โมนเหล่านี้มีผลกระทบโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับเฉพาะซึ่งอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์นิวเคลียร์และมีความสามารถในการโต้ตอบกับลำดับดีเอ็นเอเป้าหมายโดยทำหน้าที่เป็นปัจจัยการถอดความ
ดังที่สามารถอนุมานได้จากความรู้เกี่ยวกับการทำงานของฮอร์โมนทั้งสองชนิดที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ (T3 และ T4) ไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสมีความหมายที่สำคัญในระดับทางสรีรวิทยา
การขาดฮอร์โมนทั้งสองในระหว่างการพัฒนาของมนุษย์ก่อให้เกิดความบกพร่องในการเจริญเติบโตและภาวะปัญญาอ่อนรวมทั้งความไม่สมดุลของการเผาผลาญในชีวิตวัยผู้ใหญ่
โรคที่เกี่ยวข้อง
ไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสเป็นหนึ่งในฮอร์โมนไทรอยด์ที่สำคัญในมนุษย์และเกี่ยวข้องกับความเป็นพิษต่อเซลล์ที่เป็นสื่อกลางของระบบเสริม การทำงานของมันเป็น autoantigen เน้นในผู้ป่วยที่เป็นโรคภูมิต้านตนเองของต่อมไทรอยด์
ตัวอย่างเช่นโรคเกาต์เกิดจากการขาดสารไอโอดีนในระหว่างการสังเคราะห์ฮอร์โมนในต่อมไทรอยด์ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับการขาดไอโอดีนของ thyroglobulin อันเป็นผลมาจากข้อบกพร่องบางประการใน iodide peroxidase
มะเร็งบางชนิดมีลักษณะการทำงานที่เปลี่ยนแปลงไปของไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสกล่าวคือระดับกิจกรรมของเอนไซม์นี้จะต่ำกว่าในผู้ป่วยที่ไม่เป็นมะเร็งอย่างมีนัยสำคัญ
อย่างไรก็ตามการศึกษาได้ยืนยันว่าเป็นลักษณะที่แปรปรวนซึ่งไม่เพียงขึ้นอยู่กับผู้ป่วย แต่ขึ้นอยู่กับชนิดของมะเร็งและบริเวณที่ได้รับผลกระทบด้วย
อ้างอิง
- Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977) การสังเคราะห์ทางชีวภาพของฮอร์โมนไทรอยด์: ลักษณะพื้นฐานและทางคลินิก ความก้าวหน้าด้านต่อมไร้ท่อและการเผาผลาญ, 26 (6), 665–718
- Fragu, P. , & Nataf, BM (1976). กิจกรรมต่อมไทรอยด์เปอร์ออกซิเดสของมนุษย์ในความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ที่อ่อนโยนและร้าย สมาคมต่อมไร้ท่อ, 45 (5), 1089–1096
- Kimura, S. , & Ikeda-saito, M. (1988). Human Myeloperoxidase และ Thyroid Peroxidase สองเอนไซม์ที่มีหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่แยกจากกันและแตกต่างกันเป็นสมาชิกที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของตระกูลยีนเดียวกัน โปรตีน: โครงสร้างฟังก์ชันและชีวสารสนเทศศาสตร์, 3, 113–120
- Nagasaka, A. , Hidaka, H. , & Ishizuki, Y. (1975). การศึกษาเกี่ยวกับไอโอไดด์เปอร์ออกซิเดสของมนุษย์: กิจกรรมในความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ต่างๆ Clinica Chimica Acta, 62, 1–4
- Ruf, J. , & Carayon, P. (2006). ลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของไทรอยด์เปอร์ออกซิเดส จดหมายเหตุชีวเคมีและชีวฟิสิกส์, 445, 269–277
- Ruf, J. , Toubert, M. , Czarnocka, B. , Durand-gorde, M. , Ferrand, M. , & Carayon, P. (2015). ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างภูมิคุ้มกันและคุณสมบัติทางชีวเคมีของต่อมไทรอยด์เปอร์ออกซิเดสของมนุษย์ บทวิจารณ์ต่อมไร้ท่อ, 125 (3), 1211–1218
- Taurog, A. (1999). วิวัฒนาการระดับโมเลกุลของต่อมไทรอยด์เปอร์ออกซิเดส ไบโอชิมี, 81, 557–562
- Zhang, J. , & Lazar, MA (2000) กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนไทรอยด์ Annu รายได้ Physiol , 62 (1), 439-466.