The myeloperoxidase adalah hemoprotein dengan aktivitas enzim oksidoreduktase yang berfungsi dalam sel selain sistem kekebalan tubuh untuk memerangi serangan mikroorganisme dan proses selular lainnya.
Peroksidase lisosom ini ditemukan dalam granulosit mamalia dan monosit dan menjalankan fungsi dalam sistem mikrobisidal yang bergantung pada hidrogen peroksida pada neutrofil, membentuk bagian dari komponen respon imun bawaan.
Representasi struktur enzim Myeloperoksidase (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute melalui Wikimedia Commons)
Ini dijelaskan untuk pertama kalinya oleh Agner, yang menciptakan istilah awal "peroksidase hijau", karena merupakan enzim dengan karakteristik warna hijau.
Kemudian namanya diubah menjadi myeloperoksidase, karena ini adalah karakteristik enzim dari sel-sel yang termasuk dalam garis keturunan myeloid dari sumsum tulang dan terdapat di jaringan ikat tubuh yang berbeda pada beberapa hewan.
Selain fungsinya dalam sistem kekebalan untuk memerangi mikroorganisme yang menyerang, produk reaksi yang dikatalis oleh myeloperoksidase menyebabkan kerusakan jaringan selama berbagai reaksi inflamasi.
Aktivitasnya juga telah dikaitkan dengan evolusi beberapa penyakit kardiovaskular dan selama fase inisiasi, propagasi dan komplikasi dari proses aterosklerotik, yang dimanfaatkan untuk diagnosis dan intervensi terapeutik dari patologi ini.
karakteristik
Fungsi katalitik myeloperoksidase didasarkan pada oksidasi dua elektron ion Cl-, untuk mencapai pembentukan HOCl atau asam hipoklorit yang, bila dicerna oleh organisme hidup, bersifat toksik dan bahkan dapat mematikan.
Enzim ini sangat melimpah di butiran azurofilik primer di sitoplasma leukosit polimorfonuklear, di mana ia mewakili lebih dari 3% berat sel-sel ini. Itu juga ditemukan di monosit manusia, tetapi tidak di makrofag jaringan.
Myeloperoksidase dikodekan oleh gen 2.200 pasangan basa (2.2 kb), yang bertanggung jawab untuk sintesis peptida prekursor residu asam amino 745.
Pada manusia, gen ini terletak pada kromosom 17, pada daerah 12-23 lengan panjang, dan mengandung 12 ekson dan 11 intron.
Sintesis protein ini terjadi pada tahap promyelocytic dari diferensiasi sel-sel garis keturunan myeloid dan pemrosesan pasca-translasinya terjadi antara retikulum endoplasma, kompleks Golgi dan membran plasma.
Penggabungan kelompok prostetik heme terjadi secara independen dari pemrosesan pasca-translasi dari protein prekursor tidak aktif.
Struktur
Myeloperoksidase disintesis sebagai protein prekursor terglikosilasi (dengan porsi karbohidrat) sekitar 90 kDa. Ini kemudian dibelah menjadi dua rantai: rantai berat (55-60 kDa) dan ringan (10-15 kDa).
Protein matang terdiri dari dua rantai berat dan dua rantai ringan, membentuk tetramer 120 hingga 160 kDa, dengan dua gugus prostetik identik di setiap tetramer.
Rantai berat memiliki panjang 467 asam amino dan berada di ujung C protein, sedangkan rantai ringan terdiri dari 108 residu.
Dalam leukosit polimorfonuklear, setidaknya tiga isoform enzim ini telah dijelaskan, yang dikenal sebagai I, II dan III, dan dalam sel tumor promielositik HL-60 (sel prekursor) empat telah dijelaskan, bernama IA, IB, II dan III.
Mieloperoksidase polimorfonuklear tipe I, II, dan III memiliki berat molekul masing-masing 120, 115, dan 110 kDa, dan komposisi asam aminonya tidak terlalu bervariasi. Mereka memiliki proporsi yang tinggi dari residu aspartat, glutamat, leusin dan prolin, serta gula amino N-asetilglukosamin di bagian sakarida.
Kelompok prostetik enzim ini mengandung atom besi dan kandungan logam ini bervariasi tergantung pada spesies hewan yang diteliti. Gugus ini diperkirakan terikat secara kovalen pada subunit berat struktur, yang penting untuk aktivitas enzimatik.
fitur
Myeloperoksidase adalah bagian dari apa yang dikenal sebagai "sistem myeloperoksidase", dan bekerja selama fagositosis dari serangan mikroorganisme, yang disertai dengan berbagai reaksi oksidatif, karena ia merupakan bagian dari vakuola fagositik.
Sistem mieloperoksidase ini terlibat dalam eliminasi bakteri, virus, parasit, dan jamur.
Komponen sistem tersebut adalah enzim myeloperoksidase, hidrogen peroksida, dan faktor yang dapat teroksidasi seperti halida. Hidrogen peroksida diproduksi selama respirasi melalui anion superoksida menengah.
Peroksida ini mampu bereaksi dengan myeloperoksidase untuk membentuk apa yang dikenal sebagai senyawa I, yang dapat "menyerang" halida yang berbeda. Ketika senyawa I bereaksi dengan molekul donor elektron lainnya, ia menjadi senyawa II, tetapi senyawa II tidak mampu bereaksi dengan halida.
Halida yang digunakan senyawa I dapat berupa klorida, bromida, iodida dan tiosianat semu halida; yang paling umum oleh enzim ini, menurut percobaan in vivo, adalah klorida yang, setelah diproses oleh myeloperoksidase, diubah menjadi asam hipoklorit dan turunan lainnya, yang merupakan molekul "pembasmi kuman" yang kuat.
Reaksi lain yang dikatalisasi oleh enzim yang sama menghasilkan radikal hidroksil bebas, atom oksigen "singlet", yang tidak lebih dari atom oksigen dalam keadaan tereksitasi, dan ozon (O3), semuanya dengan aktivitas bakterisidal.
Dalam perkembangan penyakit
Enzim myeloperoksidase terlibat dalam promosi dan penyebaran aterosklerosis, karena enzim ini memperkuat potensi oksidatif hidrogen peroksida dengan menghasilkan oksidan kuat yang mampu mempengaruhi senyawa fenolik yang berbeda.
Spesies reaktif ini terlibat dalam munculnya lesi jaringan yang terjadi selama berbagai kondisi inflamasi.
Peningkatan level sistemik enzim ini digunakan sebagai penanda diagnostik adanya penyakit koroner dan kondisi jantung penting lainnya.
Selain hubungannya dengan beberapa penyakit jantung, cacat pada myeloperoksidase juga diterjemahkan ke dalam kondisi patologis kekebalan, karena cacat pada aktivitas bakterisidanya dapat mengakibatkan infeksi sistemik yang berbahaya dan akut.
Referensi
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Myeloperoksidase Manusia dan Peroksidase Tiroid, Dua Enzim Dengan Fungsi Fisiologis yang Terpisah dan Berbeda, Secara Evolusioner Merupakan Anggota Keluarga Gen yang Sama. Protein: Struktur, Fungsi dan Bioinformatika, 3, 113–120.
- Klebanoff, SJ (1999). Myeloperoksidase. Sistem Antimikroba Fagosit, 111 (5), 383-389.
- Klebanoff, SJ (2005). Myeloperoxidase: teman dan musuh. Jurnal Biologi Leukosit, 77, 598-625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Myeloperoksidase: Struktur dan Ekspresinya Selama Diferensiasi Myeloid. Blood, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). Myeloperoxidase dan Penyakit Kardiovaskular. Arteriosklerosis, Trombosis, dan Biologi Vaskular, 25, 1102–1111.
- Tobler, A., & Koefter, HP (1991). Myeloperoksidase: Lokalisasi, Struktur, dan Fungsi. Dalam Biokimia Sel Darah (hlm. 255-288). New York: Pers Pleno.