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 “coupling”.
Skema jalur biosintesis hormon tiroid, di mana Iodida Peroksidase (dalam oksidasi ion iodida menjadi yodium) berpartisipasi (Sumber: Mikael Häggström [CC0] melalui 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 tergantung pada interaksi reseptor nuklirnya dengan sekuens gen spesifik dari gen targetnya.
Keberadaan enzim iodida peroksidase dikonfirmasi pada tahun 1960 oleh penulis yang berbeda dan kemajuan yang cukup besar sekarang telah dibuat dalam menentukan struktur, fungsi dan karakteristik gen yang mengkodekannya pada organisme yang berbeda.
Dalam banyak literatur yang berkaitan dengan enzim ini, ia dikenal sebagai “autoantigen” mikrosomal dan terkait 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.
Indeks artikel
Karakteristik
Iodida peroksidase dikodekan oleh gen yang terletak pada kromosom 2 pada manusia, yang lebih besar dari 150 kbp dan terdiri dari 17 ekson dan 16 intron.
Protein transmembran ini, dengan satu segmen terbenam di dalam membran, terkait erat dengan mieloperoksidase, yang memiliki lebih dari 40% kesamaan urutan asam amino.
Sintesisnya terjadi di poliribosom (satu set ribosom yang bertanggung jawab untuk translasi protein yang sama) dan kemudian dimasukkan ke dalam membran retikulum endoplasma, di mana ia mengalami proses glikosilasi.
Setelah disintesis dan diglikosilasi, iodida peroksidase 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 yang mengkode peroksidase tiroid atau iodida peroksidase dikendalikan oleh faktor transkripsi spesifik tiroid seperti TTF-1, TTF-2, dan Pax-8.
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 yang menekan atau menurunkan ekspresi protein ini, tetapi tidak seperti “peningkat”, ini telah dijelaskan hilir dari urutan gen.
Sebagian besar regulasi ekspresi gen iodida peroksidase terjadi dengan cara spesifik jaringan, dan ini tergantung pada aksi unsur pengikat DNA cis- acting , seperti faktor transkripsi TTF-1 dan lainnya.
Struktur
Protein dengan aktivitas enzimatik ini memiliki sekitar 933 residu asam amino dan ujung terminal-C ekstraseluler yang panjangnya 197 asam amino yang berasal dari ekspresi modul gen lain yang mengkode glikoprotein lain.
Its molekul berat sekitar 110 kDa dan itu adalah bagian dari kelompok tipe 1 protein transmembran glikosilasi, karena memiliki segmen transmembran glikosilasi dan kelompok heme di situs aktif.
Struktur protein ini memiliki setidaknya satu jembatan disulfida di wilayah ekstraseluler yang membentuk loop tertutup karakteristik yang terpapar pada permukaan tirosit.
Fitur
Fungsi fisiologis utama iodida peroksidase terkait dengan partisipasinya dalam sintesis hormon tiroid, di mana ia mengkatalisis “iodinasi” residu tirosin monoiodotirosin (MIT) dan diiodotirosin (DIT), selain penggabungan residu iodotirosin di tiroglobulin.
Apa itu sintesis hormon tiroid?
Untuk memahami fungsi enzim tiroid peroksidase, perlu untuk mempertimbangkan langkah-langkah sintesis hormonal di mana ia berpartisipasi:
1-Ini dimulai dengan pengangkutan iodida ke tiroid dan berlanjut dengan
2-Pembentukan zat pengoksidasi seperti hidrogen peroksida (H2O2)
3-Selanjutnya, protein reseptor, tiroglobulin, disintesis
4-Iodida dioksidasi ke keadaan valensi yang lebih tinggi dan kemudian
5-Iodida mengikat residu tirosin yang ada di tiroglobulin
6-Dalam tiroglobulin, iodotironin (sejenis hormon tiroid) dibentuk oleh penggabungan residu iodotirosin
7-Tiroglobulin disimpan dan dibelah, kemudian
8-Iodium dihilangkan dari iodotirosin bebas dan, akhirnya,
9-Tiroksin dan triiodotironin dilepaskan ke dalam darah; Hormon-hormon ini mengerahkan efeknya dengan berinteraksi dengan reseptor spesifiknya, yang terletak di membran nuklir dan yang mampu berinteraksi dengan urutan DNA target, berfungsi sebagai faktor transkripsi.
Seperti yang dapat disimpulkan dari pengetahuan tentang fungsi dua hormon yang sintesisnya berpartisipasi (T3 dan T4), iodida peroksidase memiliki implikasi penting pada tingkat fisiologis.
Kurangnya kedua hormon selama perkembangan manusia menghasilkan cacat dalam pertumbuhan dan keterbelakangan mental, serta ketidakseimbangan metabolisme dalam kehidupan dewasa.
Penyakit terkait
Iodida peroksidase adalah salah satu autoantigen tiroid utama pada manusia dan dikaitkan dengan sitotoksisitas yang dimediasi sistem komplemen. Fungsinya sebagai autoantigen disorot pada pasien dengan penyakit autoimun tiroid.
Penyakit asam urat, misalnya, disebabkan oleh defisiensi kandungan yodium selama sintesis hormon di tiroid, yang pada gilirannya telah dikaitkan dengan defisiensi iodinasi tiroglobulin sebagai akibat dari defek tertentu pada iodida peroksidase.
Beberapa karsinoma ditandai dengan perubahan fungsi iodida peroksidase, yaitu, tingkat aktivitas enzim ini secara signifikan lebih rendah daripada pasien non-kanker.
Namun, penelitian telah mengkonfirmasi bahwa itu 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 Maligna. Masyarakat Endokrin , 45 (5), 1089–1096.
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). Myeloperoxidase Manusia dan Peroksidase Tiroid, Dua Enzim Dengan Fungsi Fisiologis Terpisah dan Berbeda, Secara Evolusi Terkait 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 tiroid peroksidase. 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 tiroid peroksidase. Biochimie , 81 , 557-562.
- Zhang, J., & Lazar, MA (2000). Mekanisme Kerja Hormon Tiroid. annu. Pdt. , 62 (1), 439-466.
