Mieloperoxidasa: características, estructura, funciones
La mieloperoxidasa es una hemoproteína con actividad enzimática oxidorreductasa que funciona en distintas células del sistema inmune en el combate de microorganismos invasores y en otros procesos celulares.
Esta peroxidasa lisosomal se encuentra en los granulocitos y monocitos de mamíferos y ejerce funciones en el sistema microbicida dependiente de peróxido de hidrógeno de los neutrófilos, formando parte de los componentes de la respuesta inmune innata.
Fue descrita por primera vez en por Agner, quien acuñó el término inicial de “verdoperoxidasa”, pues se trata de una enzima con un color verde característico.
Tiempo después su nombre fue cambiado a mieloperoxidasa, dado que es una enzima característica de las células pertenecientes a los linajes mieloides provenientes de la médula ósea y presentes en diferentes tejidos conectivos del cuerpo de los algunos animales.
Además de sus funciones en el sistema inmune para el combate de microorganismos invasores, los productos de las reacciones catalizadas por la mieloperoxidasa ocasionan daños en los tejidos durante distintas reacciones inflamatorias.
Su actividad también se ha relacionado con la evolución de algunas enfermedades cardiovasculares y durante las fases de iniciación, propagación y complicación de los procesos ateroescleróticos, lo que es explotado para el diagnóstico e intervención terapéutica de estas patologías.
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La función catalítica de la mieloperoxidasa se basa en la oxidación de dos electrones del ión Cl-, para conseguir la formación de HOCl o ácido hipocloroso que, cuando es ingerido por organismos vivos, es tóxico e incluso puede ser letal.
Esta enzima es especialmente abundante en los gránulos azurófilos primarios en el citoplasma de los leucocitos polimorfonucleares, donde representa más del 3% del peso de estas células. Se encuentra también en los monocitos humanos, pero no en los macrófagos de los tejidos.
La mieloperoxidasa es codificada por un gen de 2.200 pares de bases (2.2 kb), que es responsable de la síntesis de un péptido precursor de 745 residuos aminoacídicos.
En los humanos, este gen se localiza en el cromosoma 17, en la región 12-23 del brazo largo y contiene 12 exones y 11 intrones.
La síntesis de esta proteína ocurre en la etapa promielocítica de la diferenciación de las células del linaje mieloide y su procesamiento post-traduccional ocurre entre el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi y la membrana plasmática.
La incorporación del grupo prostético hemo ocurre independientemente del procesamiento post-traduccional de la proteína precursora inactiva.
La mieloperoxidasa es sintetizada como una proteína precursora glicosilada (con porciones carbohidratadas) de unos 90 kDa. Esta es escindida subsecuentemente para formar dos cadenas: una pesada (55-60 kDa) y una liviana (10-15 kDa).
La proteína madura está compuesta por dos cadenas pesadas y dos livianas, formando un tetrámero de 120 a 160 kDa, con dos grupos prostéticos idénticos en cada tetrámero.
La cadena pesada tiene 467 aminoácidos y está en el extremo C-terminal de proteína, mientras que la cadena liviana está conformada por 108 residuos.
En los leucocitos polimorfonucleares se han descrito por lo menos tres isoformas de esta enzima, conocidas como I, II y III y en células promielociticas tumorales HL-60 (células precursoras) se han descrito cuatro, nombradas IA, IB, II y III.
Las mieloperoxidasas tipo I, II y III de los polimorfonucleares tienen pesos moleculares de 120, 115 y 110 kDa, respectivamente y su composición aminoacídica no varía considerablemente. Poseen una alta proporción en residuos de aspartato, glutamato, leucina y prolina, así como el aminoazúcar N-acetilglucosamina en la porción sacárida.
El grupo prostético de estas enzimas contiene átomos de hierro y el contenido de este metal varía dependiendo de la especie animal que se estudie. Se piensa que este grupo está covalentemente unido a las subunidades pesadas de la estructura, lo que es importante para la actividad enzimática.
La mieloperoxidasa forma parte de lo que se conoce el “sistema mieloperoxidasa”, y actúa durante la fagocitosis de microorganismos invasores, que es acompañada por diversas reacciones oxidativas, al formar parte de las vacuolas fagocíticas.
Este sistema mieloperoxidasa está implicado en la eliminación de bacterias, virus, parásitos y hongos.
Los componentes del sistema son la enzima mieloperoxidasa, peróxido de hidrógeno y un factor oxidable como un haluro. El peróxido de hidrógeno es producido durante la respiración a través de aniones superóxidos intermediarios.
Este peróxido es capaz de reaccionar con la mieloperoxidasa para formar lo que se conoce como el compuesto I, que puede “atacar” diferentes haluros. Cuando el compuesto I reacciona con otras moléculas donadoras de electrones, se convierte en el compuesto II, pero este no es capaz de reaccionar con haluros.
Los haluros que el compuesto I emplea pueden ser cloruros, bromuros, yoduros y el pseudo haluro tiocianato; los más comunes por estas enzimas, de acuerdo con experimentos in vivo, son los cloruros que, una vez procesados por la mieloperoxidasa, son transformados en ácido hipocloroso y otros derivados, que son potentes moléculas “germicidas”.
Otras reacciones catalizadas por la misma enzima producen radicales hidroxilo libres, átomos de oxígeno “singletes”, que no son más que átomos de oxígeno en un estado excitado y ozono (O3), todos con actividades bactericidas.
La enzima mieloperoxidasa está implicada en la promoción y propagación de la aterosclerosis, dado que amplifica el potencial oxidativo del peróxido de hidrógeno al producir oxidantes potentes capaces de afectar distintos compuestos fenólicos.
Estas especies reactivas están implicadas en la aparición de lesiones tisulares que ocurren durante gran variedad de condiciones inflamatorias.
El aumento en los niveles sistémicos de esta enzima es empleado como marcador de diagnóstico de la existencia de enfermedades coronarias y otras condiciones cardíacas importantes.
Además de su relación con algunas enfermedades cardíacas, los defectos en la mieloperoxidasa también se traducen en condiciones patológicas inmunes, pues defectos en su actividad bactericida pueden resultar en peligrosas y agudas infecciones sistémicas.
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