ה- myeloperoxidase הוא המופרוטאין עם פעילות אנזים אוקסידורדוקטאז אשר מתפקד בתאים שאינם מערכת החיסון כדי להילחם בפלישה למיקרואורגניזמים ותהליכים תאיים אחרים.
פרוקסידאז ליזוזומלי זה נמצא בגרנוצוציטים ובמונוציטים של יונקים ומפעיל פונקציות במערכת החיידקית התלויה במי חמצן של נויטרופילים המהווים חלק ממרכיבי התגובה החיסונית המולדת.
ייצוג מבנה האנזים Myeloperoxidase (מקור: Jawahar Swaminathan וצוות MSD במכון האירופי לביואינפורמטיקה באמצעות ויקימדיה Commons)
זה תואר לראשונה על ידי אגנר, שטבע את המונח הראשוני "פרוקסידאז ירוק", מכיוון שמדובר באנזים עם צבע ירוק אופייני.
מאוחר יותר שונה שמו ל myeloperoxidase, מכיוון שמדובר באנזים המאפיין תאים השייכים לשושלות המיילואידים ממח העצם ונמצאים ברקמות חיבור שונות בגופם של בעלי חיים מסוימים.
בנוסף לתפקידיהם במערכת החיסון למאבק במיקרואורגניזמים פולשים, תוצרי התגובות המנותזות על ידי myeloperoxidase גורמים לנזק לרקמות במהלך תגובות דלקתיות שונות.
פעילותה קשורה גם להתפתחותן של כמה מחלות לב וכלי דם ובמהלך שלבי ההתחלה, ההתפשטות והסיבוכים של תהליכים טרשת עורקים, המנוצל לאבחון והתערבות טיפולית של פתולוגיות אלה.
מאפיינים
התפקוד הקטליטי של myeloperoxidase מבוסס על חמצון של שני אלקטרונים של ה- Cl-ion, כדי להשיג היווצרות HOCl או חומצה היפוכלורית, שכאשר הם נטמעים על ידי אורגניזמים חיים, הם רעילים ואף יכולים להיות קטלניים.
אנזים זה שופע במיוחד בגרגירים האזורופיליים הראשוניים בציטופלסמה של לויקוציטים פולימורפונוקלריים, שם הוא מייצג יותר מ- 3% ממשקלם של תאים אלה. זה נמצא גם במונוציטים אנושיים, אך לא במקרופאגים של רקמות.
Myeloperoxidase מקודד על ידי גן של 2,200 זוגות בסיס (2.2 קילוגרם), האחראי על הסינתזה של פפטיד מבשר שאריות של חומצה אמינית 745.
אצל בני אדם, גן זה ממוקם בכרומוזום 17, באזור 12-23 של הזרוע הארוכה, והוא מכיל 12 אקסונים ו -11 אינטרונים.
הסינתזה של חלבון זה מתרחשת בשלב הפרומילוציטית של ההתמיינות של תאים של שושלת מיאלואידית ועיבודו לאחר התרגום מתרחש בין תכנית הרשת האנדופלסמטית, קומפלקס גולגי וממברנה הפלזמה.
שילוב הקבוצה התותבת מתרחשת ללא תלות בעיבוד שלאחר התרגום של חלבון מבשר לא פעיל.
מִבְנֶה
Myeloperoxidase מסונתז כחלבון מבשר גליקולי (עם חלקי פחמימות) של כ 90 kDa. לאחר מכן, זה נסגר ליצירת שתי שרשראות: כבד (55-60 kDa) ואור (10-15 kDa).
החלבון הבוגר מורכב משתי שרשראות כבדות ושתי קלות, ויוצר טטראטר 120-160 kDa, עם שתי קבוצות תותבות זהות בכל טטרמר.
השרשרת הכבדה ארוכה 467 חומצות אמינו ונמצאת בקצה C של חלבון ואילו השרשרת הקלה מורכבת מ 108 שאריות.
בלוקוציטים פולימורפונוקלריים תוארו לפחות שלוש איזופורמות של אנזים זה, המכונות I, II ו- III, וב- HL-60 תאי גידול פרומילוציטים (תאי מבשר) תוארו ארבעה, בשם IA, IB, II ו- III.
למשקל המירופרופרוקסידאזים מסוג I, II ו- III של פולימורפונוקליארית יש משקל מולקולרי של 120, 115 ו- 110 kDa בהתאמה, והרכב חומצות האמינו שלהם אינו משתנה במידה ניכרת. יש להם אחוז גבוה של שאריות אספרטט, גלוטמט, לאוצין ופרולין, כמו גם את סוכר האמינו N- אצטיל גלוקוזאמין בחלק הסכרידי.
הקבוצה התותבת של אנזימים אלו מכילה אטומי ברזל ותוכנה של מתכת זו משתנה בהתאם למין בעלי החיים שנחקר. נחשב שקבוצה זו מחוברת בצורה קוולנטית לתת-יחידות הכבדות של המבנה, החשובה לפעילות אנזימטית.
מאפיינים
Myeloperoxidase הוא חלק ממה שמכונה "מערכת myeloperoxidase", ופועל בזמן פגוציטוזה של מיקרו-אורגניזמים פולשים, המלווה בתגובות חמצוניות שונות, מכיוון שהוא חלק מוואבולים פגוציטים.
מערכת myeloperoxidase זו מעורבת בחיסול חיידקים, נגיפים, טפילים ופטריות.
מרכיבי המערכת הם האנזים myeloperoxidase, מי חמצן, וגורם חמצון כמו הליד. מי חמצן מיוצרים במהלך הנשימה באמצעות אניונים סופר-חמוציים ביניים.
מי חמצן זה מסוגל להגיב עם myeloperoxidase ליצירת מה שמכונה תרכובת I, שיכולה "לתקוף" הלידים שונים. כאשר תרכובת I מגיבה עם מולקולות אחרות של תורם אלקטרונים היא הופכת לתרכובת II, אך תרכובת II אינה מסוגלת להגיב עם הלידים.
ההלידות שתרכובת I מעסיקה יכולות להיות כלורידים, ברומידים, יודידים ותיאוסיאנט פסאודו הליד; הנפוצים ביותר על ידי אנזימים אלה, על פי ניסויים in vivo, הם כלורידים, אשר לאחר שעובדו על ידי myeloperoxidase, הופכים לחומצה היפוכלורית ונגזרות אחרות, שהן מולקולות "קוטל חיידקים" עוצמתיות.
תגובות אחרות המנותחות על ידי אותו אנזים מייצרות רדיקלים הידרוקסיליים חופשיים, אטומי חמצן "יחידים", שהם לא יותר מאטומי חמצן במצב נרגש, ואוזון (O3), כולם עם פעולות קוטלי חיידקים.
בהתפתחות מחלות
האנזים myeloperoxidase מעורב בקידום ובהפצת טרשת עורקים, מכיוון שהוא מגביר את הפוטנציאל החמצוני של מי חמצן על ידי ייצור חמצן עוצמתי המסוגל להשפיע על תרכובות פנוליות שונות.
מינים תגוביים אלה מעורבים בהופעת נגעי רקמות המופיעים במגוון רחב של מצבים דלקתיים.
העלייה ברמות המערכיות של אנזים זה משמשת כסמן אבחוני לקיומם של מחלות כליליות ומצבי לב חשובים אחרים.
בנוסף ליחסיו עם כמה מחלות לב, פגמים ב- myeloperoxidase מתורגמים גם למצבים פתולוגיים של מערכת החיסון, שכן פגמים בפעילות החיידקית שלה עלולים לגרום לזיהומים מערכתיים מסוכנים וחריפים.
הפניות
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). מיאלופרוקסידאז אנושי ופרוקסידאז בלוטת התריס, שני אנזימים עם פונקציות פיזיולוגיות נפרדות ומובחנות, קשורים אבולוציונית מאותה משפחת גנים. חלבונים: מבנה, פונקציה וביואינפורמטיקה, 3, 113–120.
- קלבנוף, ש"י (1999). מיאלופרוקסידאז. מערכות אנטי-מיקרוביאליות של פגוציטים, 111 (5), 383–389.
- קלבנוף, ש"י (2005). Myeloperoxidase: חבר ואויב. Journal of Leukocyte Biology, 77, 598–625.
- Koeffler, P., Ranyard, J., and Pertcheck, M. (1985). Myeloperoxidase: מבנהו והביטוי שלו במהלך הבחנה מיאלואידית. דם, 65 (2), 484–491.
- Nicholls, SJ, Hazen, SL, Nicholls, SJ, & Hazen, SL (2005). מיאלופרוקסידאז ומחלות לב וכלי דם. טרשת עורקים, פקקת וביולוגיה של כלי הדם, 25, 1102–1111.
- טובלר, א 'וקופטר, HP (1991). Myeloperoxidase: לוקליזציה, מבנה ותפקוד. בביוכימיה של תאי דם (עמ '255-288). ניו יורק: Plenum Press.