Deiodase News o štruktúre a mechanizme
Na urýchľovači metabolizmu: Vedci dešifrovali štruktúru a mechanizmus dôležitého enzýmu, pomocou ktorého bunky tela kontrolujú hladinu hormónov štítnej žľazy.
Zdravie a pohoda zásadne závisia od nevyváženosti rovnováhy hormónov štítnej žľazy. Výskumné skupiny na univerzitách v Bayreuthe a Bonne v spolupráci s Charité-Universitätsmedizin Berlin rozlúštili štruktúru a mechanizmus dôležitého enzýmu, pomocou ktorého bunky tela kontrolujú hladinu hormónov štítnej žľazy.
Výsledky boli prezentované online vo vedeckom časopise „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ [pozri poznámku nižšie].
Pri nedostatočnej činnosti štítnej žľazy je metabolizmus pomalší ako obvykle a postihnutí sa cítia slabí. U detí to môže tiež viesť k mentálnemu postihnutiu a oneskoreniu fyzického vývoja. Ak sa naopak produkuje príliš veľa hormónu štítnej žľazy tyroxínu, dochádza k búšeniu srdca, zvýšenému poteniu, nervozite a chudnutiu. „U dospelých je hormón štítnej žľazy urýchľovačom metabolizmu,“ vysvetľuje profesor Dr. Ulrich Schweizer z Ústavu pre biochémiu a molekulárnu biológiu Fakultnej nemocnice v Bonne.
Keď štítna žľaza produkuje hormón tyroxín, potrebuje jód. Tyroxín obsahuje štyri atómy jódu, a preto sa nazýva aj T4. Nie je to však skutočne aktívny hormón, ale jeho predchodca. „Bunky tela majú možnosť upraviť si hladinu hormónov štítnej žľazy sami,“ vysvetľuje profesor Schweizer. Používajú sa špeciálne enzýmy - takzvané dijodázy. Odstránením určitého atómu jódu z tyroxínu a tým premenou T4 na T3 aktivujú hormón. Rovnaké enzýmy však tiež prijímajú deaktivačnú funkciu odstránením ďalšieho atómu jódu z T3 alebo T4. Týmto spôsobom môžu jodidázy zrýchliť a „spomaliť“ celý metabolizmus.
Prvýkrát dešifrovaný: štruktúra a mechanizmus deiodáz
"Už viac ako 30 rokov sa biochemici a endokrinológovia snažia presne zistiť, ako fungujú deiodázy. Ale až pomocou štrukturálnych biologických analýz, ktoré sme tu v Bayreuthe vykonali, sa dosiahol priekopnícky prielom," uvádza profesor Dr. Clemens Steegborn, ktorý vedie katedru biochémie na univerzite v Bayreuthe. Tu bolo možné dešifrovať štruktúru deiodázy3. Spolu s biochemikmi z Bonnskej univerzitnej nemocnice a v spolupráci s Charité University Medicine Berlin sa potom mechanizmus enzýmu objasnil na základe štrukturálnych informácií. Ukázalo sa, že existujú podobnosti s fungovaním ďalšej rodiny enzýmov - konkrétne peroxiredoxínov, ktoré pomáhajú rozkladať škodlivé kyslíkaté zlúčeniny a podieľajú sa na obrane pred oxidačným stresom.
Dijodázy premieňajú úplne odlišné látky, sú však štrukturálne podobné peroxiredoxínom a používajú veľmi podobný reakčný mechanizmus. Peroxiredoxíny sú veľmi rozšírenou a evolučne starou skupinou enzýmov, z ktorej zjavne vychádzajú dijodázy. V súlade s tým vyriešili vedci z Bonnskej univerzitnej nemocnice aj ďalšiu hádanku: Ukázali, že deiodázy sú regenerované malými redoxnými proteínmi, ako sú tioredoxín a glutaredoxín.
Východiská pre nové terapie
Zistenia zo základného výskumu obsahujú aj východiská pre nové terapie. „Najmä hyperaktívna štítna žľaza sa ťažko lieči, ak napríklad protilátky stimulujú žľazu k uvoľňovaniu nadmerného množstva hormónov,“ hovorí profesor Schweizer. Aktivačné jodidázy by sa mohli spomaliť pomocou vhodných aktívnych zložiek. „Štruktúru a mechanizmus deiodáz možno teraz použiť na vývoj konkrétnejšie vhodných inhibítorov pre terapie,“ dodáva profesor Steegborn.
Ďalšie informácie:
Ulrich Schweizer, Christine Schlicker, Doreen Braun, Josef Köhrle a Clemens Steegborn:
Kryštalická štruktúra cicavčieho selenocysteínu závislého od jódtyroníndiodinázy naznačuje katalytický mechanizmus podobný peroxiredoxínu.
In: Zborník prác Národnej akadémie vied; PNAS, zverejnený online 7. júla 2014, DOI 10.1073/pnas.1323873111
Aktualizované dňa 07.09.2014.
Permalink: https://www.internetchemie.info/news/2014/jul14/deiodase-struktur.php
Táto stránka používa cookies. Používaním tejto webovej stránky vyjadrujete súhlas s nastavením súborov cookie. Uč sa viac