¿Qué es la mieloperoxidasa?
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 por Agner, quien acuñó el término inicial de “verdoperoxidasa”, pues se trata de una enzima de color verde característico.
Tiempo después su nombre se cambió 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 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 ateroscleróticos, lo que es explotado para el diagnóstico e intervención terapéutica de estas patologías.
Características de la mieloperoxidasa
– Función. La principal función de la mieloperoxidasa es participar en la respuesta inmune del cuerpo. Esta enzima desempeña un papel crucial en la destrucción de microorganismos invasores, como bacterias y hongos, mediante la generación de especies reactivas de oxígeno.
– Producción. Los neutrófilos, células sanguíneas especializadas en la fagocitosis y la destrucción de patógenos, son los que principalmente producen la MPO.
– Reacción catalítica. Utiliza peróxido de hidrógeno (H2O2) y cloruro (Cl-) para generar ácido hipocloroso (HOCl), una sustancia antimicrobiana muy potente. Este compuesto ayuda a eliminar patógenos y participa en la degradación de materiales extraños.
– Localización celular. Se encuentra principalmente en los gránulos azurófilos de los neutrófilos, que son vesículas citoplasmáticas especializadas.
– Enfermedades asociadas. Desregulaciones en la actividad de la mieloperoxidasa se han asociado con diversas enfermedades, incluyendo enfermedades cardiovasculares y trastornos autoinmunes.
Estructura de la mieloperoxidasa
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.
Funciones de la mieloperoxidasa
- Microbicida. Su principal función es actuar como un agente microbicida. Utiliza peróxido de hidrógeno (H2O2) y cloruro (Cl-) para producir hipoclorito (HOCl) y otras especies reactivas de oxígeno, con propiedades antimicrobianas. Estos compuestos ayudan a destruir bacterias, hongos y otros patógenos.
- Fagocitosis. Está presente en los gránulos de los neutrófilos, células sanguíneas especializadas en la fagocitosis (captura y destrucción de partículas extrañas). Durante la fagocitosis, la mieloperoxidasa se libera en el sitio de la infección para ayudar a eliminar patógenos.
- Modulación de la inflamación. Aunque su función principal es defender el cuerpo contra patógenos, la MPO también puede modular la respuesta inflamatoria. En algunos casos, la liberación de mieloperoxidasa puede contribuir a la inflamación y al daño tisular, especialmente en condiciones inflamatorias crónicas.
- Reacciones de oxidación. Puede catalizar reacciones de oxidación de varias sustancias, contribuyendo a la respuesta inmune. Sin embargo, en ciertos contextos, estas reacciones también pueden tener efectos perjudiciales, ya que las especies reactivas de oxígeno pueden causar daño en las células y tejidos circundantes.
- Formación de compuestos oxidativos. Además del hipoclorito, la MPO también puede generar otros compuestos oxidativos que participan en la destrucción de patógenos. Estos compuestos son parte de la respuesta inmune del cuerpo para eliminar amenazas.
- En el desarrollo de enfermedades. La 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 involucradas en la aparición de lesiones tisulares que ocurren durante gran variedad de condiciones inflamatorias. El aumento en los niveles sistémicos de esta enzima se emplea 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.
Referencias
- Kimura, S., & Ikeda-saito, M. Human Myeloperoxidase and Thyroid Peroxidase, Two Enzymes With Separate and Distinct Physiological Functions, Are Evolutionarily Related Members of the Same Gene Family. Proteins: Structure, Function and Bioinformatics.
- Klebanoff, S. J. Myeloperoxidase. Phagocyte Antimicrobial Systems.
- Klebanoff, S. J. Myeloperoxidase: friend and foe. Journal of Leukocyte Biology.
- Koeffler, P., Ranyard, J., & Pertcheck, M. Myeloperoxidase: Its Structure and Expression During Myeloid Differentiation. Blood.
- Nicholls, S. J., Hazen, S. L., Nicholls, S. J., & Hazen, S. L. Myeloperoxidase and Cardiovascular Disease. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology.