Yoduro peroxidasa: características, estructura, funciones
La yoduro peroxidasa o peroxidasa del tiroides (TPO) es una hemo-glicoproteína perteneciente a la familia de las peroxidasas de mamíferos (tal y como la mieloperoxidasa, la lactoperoxidasa y otras) que participa en la ruta de síntesis de la hormona tiroidea.
Su función principal es la de “yodación” de los residuos de tirosina en la tiroglobulina, y la formación de la 3-3’-5-triyodotironina (T3) y de la tiroxina (T4) a través de una reacción de “acoplamiento” intramolecular de las tirosinas yodadas.
La triyodotironina y la tiroxina son dos hormonas producidas por la glándula tiroides que tienen funciones esenciales en el desarrollo, la diferenciación y el metabolismo de los mamíferos. Su mecanismo de acción depende de la interacción de sus receptores nucleares con secuencias génicas específicas de sus genes blanco.
La existencia de la enzima yoduro peroxidasa fue confirmada en la década de los años ’60 por diferentes autores y en la actualidad se han realizado avances considerables en cuanto a la determinación de su estructura, de sus funciones y de las características del gen que la codifica en diferentes organismos.
En gran parte de la literatura relacionada con esta enzima, esta se conoce como el “autoantígeno” microsomal y está relacionada con algunas enfermedades autoinmunes tiroideas.
Gracias a sus características inmunogénicas, esta enzima es una molécula blanco o diana para los anticuerpos presentes en el suero de muchos pacientes con patologías tiroideas y sus defectos pueden redundar en deficiencias hormonales que pueden ser importantes fisiopatológicamente hablando.
Índice del artículo
La yoduro peroxidasa es codificada por un gen ubicado en el cromosoma 2 de los humanos, que mide más de 150 kpb y que está compuesto por 17 exones y 16 intrones.
Esta proteína transmembranal, con un solo segmento inmerso en la membrana, está estrechamente relacionada con la mieloperoxidasa, con quien comparte más del 40% de similitud de secuencia aminoacídica.
Su síntesis ocurre en polirribosomas (conjunto de ribosomas que se encarga de la traducción de una misma proteína) y luego es insertada en la membrana del retículo endoplásmico, donde pasa por un proceso de glicosilación.
Una vez sintetizada y glicosilada, la yoduro peroxidasa es transportada hacia el polo apical de lo tirocitos (células de la tiroides o células tiroideas), donde es capaz de exponer su centro catalítico hacia el lumen folicular de la tiroides.
La expresión del gen codificante de la peroxidasa de tiroides o yoduro peroxidasa es controlada por factores de transcripción específicos de la tiroides como TTF-1, TTF-2 y Pax-8.
Los elementos genéticos que permiten incrementar o potenciar la expresión de este gen en los humanos se han descrito en las regiones que flanquean el extremo 5’ del mismo, usualmente entre los primeros 140 pares de bases de esta región “flanqueante”.
También existen elementos que reprimen o disminuyen la expresión de esta proteína, pero a diferencia de los “potenciadores”, estos han sido descritos aguas abajo de la secuencia del gen.
Gran parte de la regulación de la expresión genética de la yoduro peroxidasa ocurre de forma tejido-específica, y ello depende de la acción de elementos de unión al ADN que actúan en cis, como los factores de transcripción TTF-1 y otros.
Esta proteína con actividad enzimática tiene alrededor de 933 residuos aminoacídicos y un extremo C-terminal extracelular de 197 aminoácidos de largo que proviene de la expresión de otros módulos génicos que codifican para otras glicoproteínas.
Su peso molecular ronda los 110 kDa y forma parte del grupo de las hemo proteínas transmembranales glicosiladas de tipo 1, ya que posee un segmento transmembranal glicosilado y un grupo hemo en su sitio activo.
La estructura de esta proteína tiene, al menos, un puente disulfuro en la región extracelular que forma un bucle cerrado característico que se expone en la superficie de los tirocitos.
La principal función fisiológica de la yoduro peroxidasa se relaciona con su participación en la síntesis de la hormona tiroidea, donde cataliza la “yodación” de residuos de tirosina de la monoyodotirosina (MIT) y de la diyodotirosina (DIT), además del acoplamiento de los residuos de yodotirosina en la tiroglobulina.
En aras de comprender la función de la enzima peroxidasa del tiroides es necesario considerar los pasos de la síntesis hormonal donde participa:
1-Comienza con el transporte del yoduro hacia la tiroides y continúa con
2-La generación de un agente oxidante como el peróxido de hidrógeno (H2O2)
3-Posteriormente se sintetiza una proteína receptora, la tiroglobulina
4-Se oxida el yoduro a un estado de valencia mayor y después
5-Se une el yoduro a los residuos de tirosina presentes en la tiroglobulina
6-En la tiroglobulina se forman yodotironinas (un tipo de hormonas tiroideas) por acoplamiento de residuos de yodotirosina
7-Se almacena y escinde la tiroglobulina, luego
8-Se remueve el yodo de las yodotirosinas libres y, por último,
9-Se libera la tiroxina y la triyodotironina hacia la sangre; estas hormonas ejercen sus efectos mediante la interacción con sus receptores específicos, que se ubican en la membrana nuclear y que son capaces de interactuar con secuencias de ADN blanco, funcionando como factores de transcripción.
Como podría desprenderse del conocimiento de las funciones de las dos hormonas en cuya síntesis participa (T3 y T4), la yoduro peroxidasa tiene importantes implicaciones a nivel fisiológico.
La carencia de ambas hormonas durante el desarrollo humano produce defectos en el crecimiento y retardo mental, así como desbalances metabólicos en la vida adulta.
La yoduro peroxidasa es uno de los principales autoantígenos tiroideos en los humanos y está relacionada con la citotoxicidad mediada por el sistema de complemento. Su función como autoantígeno se destaca en pacientes con enfermedades autoinmunes tiroideas.
La enfermedad de gota, por ejemplo, se debe a una deficiencia del contenido de yodo durante la síntesis hormonal en el tiroides, que se ha relacionado a su vez con una deficiencia de yodación de la tiroglobulina producto de ciertos defectos en la yoduro peroxidasa.
Algunos carcinomas se caracterizan por tener funciones alteradas de la yoduro peroxidasa, es decir, que los niveles de actividad de esta enzima son significativamente más bajos que en los pacientes no oncológicos.
No obstante, estudios han confirmado que es una característica sumamente variable, que depende no solo del paciente, sino del tipo de cáncer y las regiones afectadas.
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