The peroksidase tiroid atau tiroid peroksidase (TPO) adalah hemo-glikoprotein milik keluarga dari peroksidase mamalia (sebagai myeloperoxidase, laktoperoksidase dan lain-lain) yang terlibat dalam jalur sintesis hormon tiroid.
Fungsi utamanya adalah "iodinasi" residu tirosin dalam tiroglobulin, dan pembentukan 3-3'-5-triiodothyronine (T3) dan tiroksin (T4) melalui reaksi "penggandengan". intramolekuler tirosin beryodium.
Skema jalur biosintesis hormon tiroid, di mana Iodida Peroksidase (dalam oksidasi ion iodida menjadi yodium) berpartisipasi (Sumber: Mikael Häggström via Wikimedia Commons)
Triiodothyronine dan tiroksin adalah dua hormon yang diproduksi oleh kelenjar tiroid yang memiliki fungsi penting dalam perkembangan, diferensiasi, dan metabolisme mamalia. Mekanisme kerjanya bergantung pada interaksi reseptor inti dengan urutan gen spesifik dari gen targetnya.
Keberadaan enzim peroksidase iodida telah dikonfirmasi pada tahun 1960 oleh penulis yang berbeda dan kemajuan besar sekarang telah dibuat dalam menentukan struktur, fungsi dan karakteristik gen yang mengkodekannya. dalam organisme yang berbeda.
Dalam banyak literatur yang berkaitan dengan enzim ini, enzim ini dikenal sebagai "autoantigen" mikrosom dan dikaitkan dengan beberapa penyakit tiroid autoimun.
Berkat karakteristik imunogeniknya, enzim ini adalah target atau molekul target untuk antibodi yang ada dalam serum banyak pasien dengan patologi tiroid dan cacatnya dapat menyebabkan defisiensi hormonal yang secara patofisiologis penting.
karakteristik
Peroksidase iodida dikodekan oleh gen yang terletak pada kromosom 2 pada manusia, yang berukuran lebih dari 150 kbp dan terdiri dari 17 ekson dan 16 intron.
Protein transmembran ini, dengan satu segmen dibenamkan ke dalam membran, terkait erat dengan mieloperoksidase, yang memiliki lebih dari 40% kesamaan urutan asam amino.
Sintesisnya terjadi pada polibosom (seperangkat ribosom yang bertanggung jawab untuk penerjemahan protein yang sama) dan kemudian dimasukkan ke dalam membran retikulum endoplasma, di mana ia mengalami proses glikosilasi.
Setelah disintesis dan diglikosilasi, peroksidase iodida diangkut ke kutub apikal tirosit (sel tiroid atau sel tiroid), di mana ia mampu mengekspos pusat katalitiknya ke lumen folikel tiroid.
Regulasi ekspresi
Ekspresi gen penyandi peroksidase tiroid atau peroksidase iodida dikendalikan oleh faktor transkripsi spesifik tiroid seperti TTF-1, TTF-2, dan Pax-8.
Unsur-unsur genetik yang memungkinkan untuk meningkatkan atau meningkatkan ekspresi gen ini pada manusia telah dijelaskan di daerah yang mengapit ujung 5 'darinya, biasanya di antara 140 pasangan basa pertama dari daerah "mengapit" ini.
Ada juga unsur-unsur yang menekan atau menurunkan ekspresi protein ini, tetapi tidak seperti "penguat", unsur-unsur ini telah dijelaskan di bagian hilir urutan gen.
Sebagian besar regulasi ekspresi gen peroksidase iodida terjadi dengan cara spesifik jaringan, dan ini tergantung pada aksi elemen pengikat DNA yang bekerja cis, seperti faktor transkripsi TTF-1 dan lainnya.
Struktur
Protein dengan aktivitas enzimatik ini memiliki sekitar 933 residu asam amino dan ujung terminal C ekstraseluler dari 197 asam amino yang berasal dari ekspresi modul gen lain yang mengkode glikoprotein lain.
Berat molekulnya sekitar 110 kDa dan merupakan bagian dari kelompok protein heme transmembran terglikosilasi tipe 1, karena ia memiliki segmen transmembran terglikosilasi dan kelompok heme di situs aktifnya.
Struktur protein ini memiliki setidaknya satu jembatan disulfida di daerah ekstraseluler yang membentuk lingkaran tertutup karakteristik yang terpapar pada permukaan tirosit.
fitur
Fungsi fisiologis utama peroksidase iodida terkait dengan partisipasinya dalam sintesis hormon tiroid, di mana ia mengkatalisis "iodinasi" residu tirosin dari monoiodotyrosine (MIT) dan diiodotyrosine (DIT), selain kopling dari residu iodotirosin di tiroglobulin.
Apa sintesis hormon tiroid?
Untuk memahami fungsi enzim peroksidase tiroid, perlu dipertimbangkan langkah-langkah sintesis hormonal di mana ia berpartisipasi:
1-Ini dimulai dengan pengangkutan iodida ke tiroid dan berlanjut dengan
2-Generasi agen pengoksidasi seperti hidrogen peroksida (H2O2)
3-Selanjutnya, protein reseptor, tiroglobulin, disintesis
4-iodida dioksidasi menjadi keadaan valensi yang lebih tinggi dan kemudian
5-iodida mengikat residu tirosin yang ada di tiroglobulin
6-Dalam tiroglobulin iodothyronines (sejenis hormon tiroid) dibentuk oleh kopling residu iodotyrosine
7-Tiroglobulin disimpan dan dibelah, kemudian
8-Yodium dikeluarkan dari iodotyrosine gratis dan, akhirnya,
9-Tiroksin dan triiodotironin dilepaskan ke dalam darah; Hormon-hormon ini mengerahkan efeknya dengan berinteraksi dengan reseptor spesifiknya, yang terletak di membran inti dan mampu berinteraksi dengan urutan DNA target, berfungsi sebagai faktor transkripsi.
Seperti yang dapat disimpulkan dari pengetahuan tentang fungsi dua hormon yang sintesisnya diikutsertakan (T3 dan T4), iodida peroksidase memiliki implikasi penting pada tingkat fisiologis.
Kekurangan kedua hormon selama perkembangan manusia menghasilkan cacat dalam pertumbuhan dan keterbelakangan mental, serta ketidakseimbangan metabolisme dalam kehidupan orang dewasa.
Penyakit terkait
Peroksidase iodida adalah salah satu autoantigen tiroid utama pada manusia dan berhubungan dengan sitotoksisitas yang dimediasi oleh sistem komplemen. Fungsinya sebagai autoantigen disorot pada pasien dengan penyakit autoimun tiroid.
Penyakit asam urat, misalnya, disebabkan oleh kekurangan kandungan yodium selama sintesis hormonal di tiroid, yang pada gilirannya dikaitkan dengan kekurangan iodinasi tiroglobulin sebagai akibat dari cacat tertentu pada peroksidase iodida.
Beberapa karsinoma ditandai dengan perubahan fungsi iodida peroksidase, yaitu, tingkat aktivitas enzim ini secara signifikan lebih rendah daripada pada pasien non-kanker.
Namun, penelitian telah mengkonfirmasi bahwa ini adalah karakteristik yang sangat bervariasi, yang tidak hanya bergantung pada pasien, tetapi juga pada jenis kanker dan daerah yang terkena.
Referensi
- Degroot, LJ, & Niepomniszcze, H. (1977). Biosintesis Hormon Tiroid: Aspek Dasar dan Klinis. Kemajuan dalam Endokrinologi dan Metabolisme, 26 (6), 665–718.
- Fragu, P., & Nataf, BM (1976). Aktivitas Peroksidase Tiroid Manusia pada Gangguan Tiroid Jinak dan Ganas. The Endocrine Society, 45 (5), 1089-1096.
- 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.
- Nagasaka, A., Hidaka, H., & Ishizuki, Y. (1975). Studi tentang peroksidase iodida manusia: aktivitasnya di Berbagai Gangguan Tiroid. Clinica Chimica Acta, 62, 1–4.
- Ruf, J., & Carayon, P. (2006). Aspek struktural dan fungsional peroksidase tiroid. Arsip Biokimia dan Biofisika, 445, 269–277.
- Ruf, J., Toubert, M., Czarnocka, B., Durand-gorde, M., Ferrand, M., & Carayon, P. (2015). Hubungan antara Struktur Imunologi dan Sifat Biokimia Peroksidase Tiroid Manusia. Ulasan Endokrin, 125 (3), 1211-1218.
- Taurog, A. (1999). Evolusi molekuler peroksidase tiroid. Biochimie, 81, 557–562.
- Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Mekanisme Kerja Hormon Tiroid. Annu. Pdt. Physiol. , 62 (1), 439-466.