ТИРОНЕТ – все о щитовидной железе Для специалистов Клинические рекомендации Тиреоидная пероксидаза - фермент и антиген
Тиреоидная пероксидаза - фермент и антиген
Барбара Чарноцка
Thyroid international 3 — 2006
Перевод и комментарии В. Фадеева (примечания переводчика отмечены *)
СТРУКТУРА БЕЛКА ТПО
ТПО относится к суперсемейству пероксидаз животных (оксидоредуктазы, ЕС 1.7.1.11), семейству миелопероксидаз, которое, кроме того, включает миелопероксидазу гранулоцитов (МПО), лактопероксидазу (ЛПО), слюнную пероксидазу (СПО) и пероксидазу эозинофилов (ЭПО) [14 — 19]. Сверка первичной структуры пероксидаз показала, что этим ферментам свойственен высокий уровень гомологии внутри одного семейства [20]. Аминокислотная последовательность ТПО человека в высокой степени схода с ТПО свиньи, крысы и мыши, за исключением вариации N- и С-концов [2, 21 — 24]. В эктодомене ТПО (остатки 1 — 848) присутствует пять содержащих аспарагин потенциальных мест гликозилирования (Asn-129, 307, 342, 478, 569). Гликозилирование аспарагина 478 маловероятно, поскольку пролин присутствует в позиции Х в общей последовательности Asn-X-Thr [25]. В свиной молекуле ТПО на долю углеводов приходится около 10% молекулярного веса, при этом только 4 из 5 потенциальных мест гликозилированы [26]. Экстрацеллюлярный С-конец ТПО по структуре гомологичен доменам белков контроля комплемента (БКК-подобный), C4b-β2 гликопротеину и эпидермальному ростовому фактору (ЭРФ-подобный) [22].
Структурная гомология позволяет предположить, что молекула человеческого ТПО (чТПО) состоит из трех модулей, аналогичных миелопероксидазе (МПО-подобный), белкам контроля комплемента (БКК-подобный) и эпидермальному ростовому фактору (ЭРФ-подобный) (рис. 2) [27]. С целью определения пространственной структуры трех фрагментов ТПО были получены её кристаллы, но они оказались слишком малы для проведения кристаллографического анализа; самые большие кристаллы оказались способны преломлять рентгеновские лучи лишь с малым разрешением [28, 29]. По сравнению с другими ТПО, первичная структура человеческого фермента (остатки 1 — 735) обладает наибольшим сходством (42%) с МПО, что предполагает общее происхождение этих двух ферментов и схожесть их трехфрагментной пространственной структуры [20, 30]. Среди пероксидаз млекопитающих МПО является единственным ферментом, для которого выяснена его трехфрагментная структура [31, 32]. Представление об аналогичном строении ТПО как раз и базируется на структуре кристаллов МПО. Вторичная структура ТПО преимущественно состоит из α-спирали и, в меньшей степени — β-пластины [33].
Простетическая группа в каталитическом участке ТПО, содержащая гем, является производным ферропротопорфирина IX [34, 35]. В гемме ТПО железо находится в форме FeIII. Оно реагирует с перекисью водорода (Н2О2), в результате чего образуется соединение I, содержащие на 2 электрона больше, чем ТПО в исходном состоянии. Два электрона переносятся с железа, в результате чего образуется оксоферрил (FeIV=0) гем, а также с порфирина, в результате чего образуется порфирин π-катион радикал. Гем связывает участок в центре основной части белка, где, так же как и в МПО и ЛПО, бис-гидроксилированный гем b ковалентно связан при помощи эфирных мостиков с остатками Glu 399 и Asp 238 [36, 37]. Проксимальными лигандами гемма ТПО являются His 494 и Asn 579 (необходимы для достижения редокс-потециала железа), а дистальными His 239, Arg 396 и Gln 235 [38, 39]. Предполагается, что связи белка и гема формируются за счет механизма внутреннего процессинга. Энзиматически очищенная активная человеческая ТПО по данным электрофореза в SDS-полиактиламидном геле формирует плотно расположенные дублеты размером 105 — 110 кДа [40 — 42]. ТПО синтезируемая на полисомах поступает в эндоплазматический ретикулум, где происходит гликозилирование белкового ядра молекулы, после чего созревание фермента заканчивается в аппарате Гольджи.
Рис. 2. Схема структуры молекулы ТПО. МПО-подобный модуль (аминокислоты 142 — 738), БКК-подобный модуль (аминокислоты 737 — 795) и ЭРФ-подобный домены (аминокислоты 796 — 841).
Большая часть фермента обнаруживается на перинуклеарной мембране, в эндоплазматическом ретикулуме и во внутриклеточных везикулах. Этот пул внутриклеточной ТПО преимущественно имеет неправильную пространственную структуру и быстро распадается [43, 44]. Созревшая, с правильной структурой, энзиматически активная ТПО транспортируется к апикальному полюсу тироцитов. Там обнаруживается только 1,5 — 2% от всей синтезированной ТПО [45].
