A duális oxidáz 1, röviden DUOX1, más néven ThOX1 (az angol thyroid oxidase, pajzsmirigyoxidáz rövidítése) enzim, melyet emberben a DUOX1 gén kódol. A DUOX1-et először az emlősök pajzsmirigyében mutatták ki. Emberben 2 izoforma található, ezek a DUOX1 és a DUOX2. A humán DUOX fehérjék nem kizárólag a pajzsmirigyben találhatók: a DUOX1 a légutak epitéliumában, a DUOX2 a nyálmirigyekben és az emésztőrendszerben is megtalálható. Funkció A reaktív oxigénszármazékok (ROS) biológiai rendszerekben való szerepének vizsgálata 1991-ig a fagocitózison alapuló sejtfolyamatokra összpontosított. Ma már jól ismert, hogy ez anyagok keletkezése nem korlátozódik a fagocitákra, és bekövetkezhet fagocitózist nem használó sejtekben is NADPH-oxidáz (NOX) vagy duális oxidáz (DUOX) révén. E fehérjecsalád, a NOX/DUOX család a fagocitotikus NADPH-oxidáz (gp91phox) homológjait tartalmazza, tagjai megtalálhatók számos eukariótában, például rovarokban, férgekben, gombákban, amőbákban, algákban, növényekben, de nem ismert prokariótákban. Ez enzimek egyetlen ismert funkciója a szabályzott ROS-termelés. Genetikai elemzések alapján a NOX/DUOX-eredetű ROS-nak számos biológiai és patológiás szerepe ismert (például hypertensio (NOX1), A veleszületett immunitás (NOX2/DUOX), otolitképződés a belső fülben (NOX3) és a pajzsmirigyhormon-bioszintézis (DUOX1/2). A családnak 7 ismert tagja van, ezek közé tartozik a NOX1, a CYBB (más néven NOX2, korábban gp91phox), a NOX3, a NOX4, a NOX5, a DUOX1 (ez az enzim) és a DUOX2.
A C. elegans-DUOX1 (CeDUOX1) alapján feltételezett ROS-termelési hipotézis szerint a szuperoxidot oxigén 2 elektronos redukciójával termeli a NADPH oxidációjával a C-terminális NADPH-oxidáz-domén. Ez gyorsan hidrogén-peroxiddá alakulhat, és az N-terminális peroxidáz domén felhasználhatja azt a tirozin-keresztkötések létrehozásának könnyítésére. E modellt támaszotta alá 2, a CeDUOX1 peroxidázába helyezett pontmutáció, a G246D és a D392N. Mindkettő hólyagos kutikulájú fenotípust eredményez a tirozin-keresztkötő aktivitás elvesztése miatt, bár egyik se mutat jelentős csökkenést ROS-termelésben. Ez alapján e peroxidázdomén az enzimatikus tirozin-keresztkötésben vesz részt, de nem felel a ROS-termelésért. Szerkezet A duális oxidázokat sejten kívüli N-terminális domén jellemzi, mely az emlősök peroxidázaival jelentős szekvenciahasonlóságot mutat, egy transzmembrán szakasz, mely kalciumkötő citoszolikus EF-kézhez és egy NOX2-homológ szerkezethez csatlakozik. Topológiai vizsgálatok szerint e peroxidázdomén a membrán NADPH-oxidáz-doménnel ellentétes oldalán van.
A DUOX1 és DUOX2 83%-ban homológ, 190 kDa tömegű (30 kDa-t hozzáadó jelentős glikoziláció után) és érési faktort (DUOXA1, DUOXA2) aktív formájuk heterológ expressziójához igénylő fehérjék. Az érett DUOX enzimek -ot termelnek, ezt a -koncentráció szabályozza a NOXA1 és feltehetően még ismeretlen kölcsönható fehérjék disszociációjával. Más emlősperoxidázokkal való szekvencia-összehasonlítás alapján a hemkoordinációért felelő hisztidinek nem állandósultak. E különbség miatt számos kérdés érintette a DUOX peroxidázdoménjeit. Lehetséges funkciónak tartották a szuperoxid-dizmutáz-aktivitást, egy új peroxidázmechanizmust, a fehérje- vagy -indukált konformációváltozást, mely lehetővé teszi a peroxidázaktivitásért felelős hemkötést, vagy azt, hogy e domén inaktív, vesztigiális.
2009-ben in vitro végzett vizsgálatok a DUOX1 peroxidázdoménjéről kimutatták, hogy a peroxidázexpresszióból származó sejtlizátum a C. elegansban és az E. coliban tirozin-keresztkötések létrehozására képesnek bizonyult. A humán (hDUOX1) és a C. elegans-DUOX1 (CeDUOX1) további in vitro vizsgálatait a bakulovírusos rendszerrel történő expresszió és tisztítás lehetővé tette. E fehérjék kiértékelése alapján a hDUOX1 nem hemkötő, és nincs peroxidázaktivitása, míg a CeDUOX1 kovalensen képes hemet kötni, és közepes peroxidázaktivitása van, de nem oxidálja a bromidot. A hemnek 2 kovalens kötése lehet a C. elegans-DUOX1-hez, noha az aktív helyen 1 karboxilcsoport van.
Alternatív splicinggal 2 ismert változata keletkezhet a fehérjének. Jegyzetek
Fordítás
További információk