IODURE PEROXYDASE: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2024

La peroxydase thyroïdienne ou peroxydase thyroïdienne (TPO) est une hémoglycoprotéine appartenant à la famille des peroxydases de mammifères (comme la myéloperoxydase, la lactoperoxydase et autres) impliquées dans la voie de synthèse de l'hormone thyroïdienne.

Sa fonction principale est "l'iodation" des résidus de tyrosine dans la thyroglobuline et la formation de 3-3'-5-triiodothyronine (T3) et de thyroxine (T4) par une réaction de "couplage". intramoléculaire des tyrosines iodées.

Schéma de la voie de biosynthèse de l'hormone thyroïdienne, où l'iodure peroxydase (dans l'oxydation de l'ion iodure en iode) participe (Source: Mikael Häggström via Wikimedia Commons)

La triiodothyronine et la thyroxine sont deux hormones produites par la glande thyroïde qui ont des fonctions essentielles dans le développement, la différenciation et le métabolisme des mammifères. Son mécanisme d'action dépend de l'interaction de ses récepteurs nucléaires avec des séquences de gènes spécifiques de ses gènes cibles.

L'existence de l'enzyme iodure peroxydase a été confirmée dans les années 1960 par différents auteurs et des progrès considérables ont maintenant été réalisés dans la détermination de sa structure, de ses fonctions et des caractéristiques du gène qui le code. dans différents organismes.

Dans une grande partie de la littérature relative à cette enzyme, elle est connue sous le nom d '"autoantigène" microsomal et est associée à certaines maladies thyroïdiennes auto-immunes.

Grâce à ses caractéristiques immunogènes, cette enzyme est une cible ou une molécule cible pour les anticorps présents dans le sérum de nombreux patients atteints de maladies thyroïdiennes et ses défauts peuvent conduire à des déficiences hormonales qui peuvent être physiopathologiquement importantes.

caractéristiques

L'iodure peroxydase est codée par un gène situé sur le chromosome 2 chez l'homme, qui mesure plus de 150 kbp et est composé de 17 exons et 16 introns.

Cette protéine transmembranaire, avec un seul segment immergé dans la membrane, est étroitement liée à la myéloperoxydase, avec laquelle elle partage plus de 40% de similitude de séquence d'acides aminés.

Sa synthèse se produit dans les polyribosomes (un ensemble de ribosomes qui est responsable de la traduction de la même protéine) et est ensuite insérée dans la membrane du réticulum endoplasmique, où elle subit un processus de glycosylation.

Une fois synthétisée et glycosylée, l'iodure peroxydase est transportée vers le pôle apical des thyrocytes (cellules thyroïdiennes ou cellules thyroïdiennes), où elle est capable d'exposer son centre catalytique à la lumière folliculaire de la thyroïde.

Régulation d'expression

L'expression du gène codant la peroxydase thyroïdienne ou la peroxydase iodée est contrôlée par des facteurs de transcription spécifiques de la thyroïde tels que TTF-1, TTF-2 et Pax-8.

Les éléments génétiques permettant d'augmenter ou d'améliorer l'expression de ce gène chez l'homme ont été décrits dans les régions qui flanquent l'extrémité 5 'de celui-ci, généralement parmi les 140 premières paires de bases de cette région «flanquante».

Il existe également des éléments qui répriment ou diminuent l'expression de cette protéine, mais contrairement aux «amplificateurs», ceux-ci ont été décrits en aval de la séquence du gène.

Une grande partie de la régulation de l'expression génique de l'iodure peroxydase se produit de manière spécifique au tissu, et cela dépend de l'action d'éléments de liaison à l'ADN agissant en cis, tels que les facteurs de transcription TTF-1 et autres.

Structure

Cette protéine à activité enzymatique a environ 933 résidus d'acides aminés et une extrémité C-terminale extracellulaire de 197 acides aminés de long qui provient de l'expression d'autres modules géniques codant pour d'autres glycoprotéines.

Son poids moléculaire est d'environ 110 kDa et fait partie du groupe des protéines hème transmembranaires glycosylées de type 1, car il possède un segment transmembranaire glycosylé et un groupe hème dans son site actif.

La structure de cette protéine a au moins un pont disulfure dans la région extracellulaire qui forme une boucle fermée caractéristique qui est exposée à la surface des thyrocytes.

Caractéristiques

La principale fonction physiologique de l'iodure peroxydase est liée à sa participation à la synthèse de l'hormone thyroïdienne, où elle catalyse l '«iodation» des résidus tyrosine de la monoiodotyrosine (MIT) et de la diiodotyrosine (DIT), en plus du couplage du résidus d'iodotyrosine dans la thyroglobuline.

Quelle est la synthèse de l'hormone thyroïdienne?

Afin de comprendre la fonction de l'enzyme thyroïdienne peroxydase, il est nécessaire de considérer les étapes de synthèse hormonale où elle participe:

1-Il commence par le transport de l'iodure vers la thyroïde et se poursuit avec

2-La génération d'un agent oxydant tel que le peroxyde d'hydrogène (H2O2)

3-Par la suite, une protéine réceptrice, la thyroglobuline, est synthétisée

4-L'iodure est oxydé à un état de valence plus élevé puis

Le 5-iodure se lie aux résidus de tyrosine présents dans la thyroglobuline

6-Dans la thyroglobuline, les iodothyronines (un type d'hormones thyroïdiennes) sont formées par couplage de résidus d'iodotyrosine

La 7-thyroglobuline est stockée et clivée, puis

8-L'iode est éliminé des iodotyrosines libres et, enfin, La 9-thyroxine et la triiodothyronine sont libérées dans le sang; Ces hormones exercent leurs effets en interagissant avec leurs récepteurs spécifiques, qui sont situés sur la membrane nucléaire et qui sont capables d'interagir avec des séquences d'ADN cibles, fonctionnant comme des facteurs de transcription.

Comme on pourrait le déduire de la connaissance des fonctions des deux hormones à la synthèse desquelles elle participe (T3 et T4), l'iodure peroxydase a des implications importantes au niveau physiologique.

Le manque des deux hormones au cours du développement humain produit des défauts de croissance et un retard mental, ainsi que des déséquilibres métaboliques dans la vie adulte.

Maladies liées

L'iodure peroxydase est l'un des principaux auto-antigènes thyroïdiens chez l'homme et est associée à une cytotoxicité médiée par le système du complément. Sa fonction d'autoantigène est mise en évidence chez les patients atteints de maladies auto-immunes thyroïdiennes.

La maladie de la goutte, par exemple, est due à une carence en iode lors de la synthèse hormonale dans la thyroïde, qui à son tour a été liée à une carence en iodation de la thyroglobuline en raison de certains défauts de la peroxydase iodée.

Certains carcinomes sont caractérisés par une altération des fonctions de l'iodure peroxydase, c'est-à-dire que les niveaux d'activité de cette enzyme sont significativement inférieurs à ceux des patients non cancéreux.

Cependant, des études ont confirmé qu'il s'agit d'une caractéristique très variable, qui dépend non seulement du patient, mais aussi du type de cancer et des régions touchées.

Références

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