A mieloperoxidase é uma hemoproteína com atividade da enzima oxidorredutase que atua em células diferentes do sistema imunológico para combater microorganismos invasores e outros processos celulares.
Essa peroxidase lisossomal é encontrada em granulócitos e monócitos de mamíferos e exerce funções no sistema microbicida dependente de peróxido de hidrogênio dos neutrófilos, formando parte dos componentes da resposta imune inata.
Representação da estrutura da enzima Mieloperoxidase (Fonte: Jawahar Swaminathan e equipe MSD do Instituto Europeu de Bioinformática via Wikimedia Commons)
Foi descrita pela primeira vez por Agner, que cunhou o termo inicial "peroxidase verde", por ser uma enzima de cor verde característica.
Algum tempo depois, seu nome foi mudado para mieloperoxidase, por ser uma enzima característica das células pertencentes às linhagens mielóides da medula óssea e presente em diferentes tecidos conjuntivos do corpo de alguns animais.
Além de suas funções no sistema imunológico de combate aos microrganismos invasores, os produtos das reações catalisadas pela mieloperoxidase causam danos aos tecidos durante diversas reações inflamatórias.
A sua atividade também tem estado relacionada com a evolução de algumas doenças cardiovasculares e durante as fases de iniciação, propagação e complicação dos processos ateroscleróticos, a qual é explorada para o diagnóstico e intervenção terapêutica destas patologias.
Caracteristicas
A função catalítica da mieloperoxidase é baseada na oxidação de dois elétrons do íon Cl-, para se obter a formação de HOCl ou ácido hipocloroso que, quando ingerido por organismos vivos, é tóxico e pode até ser letal.
Esta enzima é especialmente abundante nos grânulos azurófilos primários do citoplasma dos leucócitos polimorfonucleares, onde representa mais de 3% do peso dessas células. Também é encontrado em monócitos humanos, mas não em macrófagos de tecidos.
A mieloperoxidase é codificada por um gene de 2.200 pares de bases (2,2 kb), que é responsável pela síntese de um peptídeo precursor de 745 resíduos de aminoácidos.
Em humanos, esse gene está localizado no cromossomo 17, na região 12-23 do braço longo, e contém 12 exons e 11 introns.
A síntese dessa proteína ocorre na fase promielocítica da diferenciação das células da linhagem mieloide e seu processamento pós-translacional ocorre entre o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e a membrana plasmática.
A incorporação do grupo protético heme ocorre independentemente do processamento pós-tradução da proteína precursora inativa.
Estrutura
A mieloperoxidase é sintetizada como uma proteína precursora glicosilada (com porções de carboidratos) de cerca de 90 kDa. Este é subsequentemente clivado para formar duas cadeias: uma pesada (55-60 kDa) e uma leve (10-15 kDa).
A proteína madura é composta por duas cadeias pesadas e duas leves, formando um tetrâmero de 120-160 kDa, com dois grupos protéticos idênticos em cada tetrâmero.
A cadeia pesada tem 467 aminoácidos de comprimento e está no terminal C da proteína, enquanto a cadeia leve é composta por 108 resíduos.
Em leucócitos polimorfonucleares, foram descritas pelo menos três isoformas dessa enzima, conhecidas como I, II e III, e em células tumorais promielocíticas HL-60 (células precursoras) foram descritas quatro, denominadas IA, IB, II e III.
As mieloperoxidases polimorfonucleares dos tipos I, II e III têm pesos moleculares de 120, 115 e 110 kDa, respectivamente, e sua composição de aminoácidos não varia consideravelmente. Possuem elevada proporção de resíduos de aspartato, glutamato, leucina e prolina, além do amino açúcar N-acetilglucosamina na porção sacarídica.
O grupo protético dessas enzimas contém átomos de ferro e o conteúdo desse metal varia de acordo com a espécie animal estudada. Acredita-se que esse grupo esteja covalentemente ligado às subunidades pesadas da estrutura, o que é importante para a atividade enzimática.
Recursos
A mieloperoxidase faz parte do conhecido “sistema mieloperoxidase” e atua durante a fagocitose de microrganismos invasores, que é acompanhada por várias reações oxidativas, por fazer parte de vacúolos fagocíticos.
Este sistema de mieloperoxidase está envolvido na eliminação de bactérias, vírus, parasitas e fungos.
Os componentes do sistema são a enzima mieloperoxidase, peróxido de hidrogênio e um fator oxidável, como um haleto. O peróxido de hidrogênio é produzido durante a respiração por meio de ânions superóxidos intermediários.
Este peróxido é capaz de reagir com a mieloperoxidase para formar o que é conhecido como composto I, que pode "atacar" diferentes haletos. Quando o composto I reage com outras moléculas doadoras de elétrons, ele se torna o composto II, mas o composto II não é capaz de reagir com haletos.
Os halogenetos que o composto I utiliza podem ser cloretos, brometos, iodetos e o pseudo-halogeneto tiocianato; os mais comuns por essas enzimas, segundo experimentos in vivo, são os cloretos que, uma vez processados pela mieloperoxidase, se transformam em ácido hipocloroso e outros derivados, potentes moléculas "germicidas".
Outras reações catalisadas pela mesma enzima produzem radicais hidroxila livres, átomos de oxigênio "singlete", que nada mais são do que átomos de oxigênio em estado de excitação, e ozônio (O3), todos com atividades bactericidas.
No desenvolvimento de doenças
A enzima mieloperoxidase está envolvida na promoção e disseminação da aterosclerose, pois amplifica o potencial oxidativo do peróxido de hidrogênio ao produzir oxidantes poderosos capazes de afetar diferentes compostos fenólicos.
Essas espécies reativas estão envolvidas no aparecimento de lesões teciduais que ocorrem durante uma ampla variedade de condições inflamatórias.
O aumento dos níveis sistêmicos dessa enzima é usado como marcador diagnóstico da existência de doenças coronarianas e outras condições cardíacas importantes.
Além da relação com algumas doenças cardíacas, defeitos na mieloperoxidase também se traduzem em patologias imunológicas, uma vez que defeitos em sua atividade bactericida podem resultar em infecções sistêmicas agudas e perigosas.
Referências
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. (1988). A mieloperoxidase humana e a tireoide peroxidase, duas enzimas com funções fisiológicas separadas e distintas, são membros evolutivamente relacionados da mesma família de genes. Proteins: Structure, Function and Bioinformatics, 3, 113-120.
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- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. (1985). Mieloperoxidase: sua estrutura e expressão durante a diferenciação mieloide. Sangue, 65 (2), 484–491.
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