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골수세포형과산화효소

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목차

1. 개요

골수세포형과산화효소(MPO)는 호중구에서 생성되는 효소로, 차아염소산을 생성하여 세균과 기타 병원체를 사멸시키는 데 사용된다. MPO는 구조적으로 2개의 경쇄와 2개의 중쇄로 구성된 이종사량체이며, 과산화수소와 염화 이온을 이용하여 차아염소산을 생성한다. MPO 결핍은 면역 결핍을 유발하며, MPO에 대한 항체는 혈관염 발병과 관련이 있다. 또한 MPO는 심혈관 질환의 중증도와 연관되어 있으며, 임상적으로 심근경색증 예측 인자로 사용될 수 있다. MPO는 탄소 나노튜브를 분해하는 유일한 인간 효소이며, 4-아미노벤조산 하이드라지드(4-ABH)가 MPO의 억제제로 사용된다. MPO 유전자는 17번 염색체에 위치하며, 엽록종과 관련이 있다.

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골수세포형과산화효소
효소 정보
미엘로페록시다아제
미엘로페록시다아제
일반 정보
EC 번호1.11.2.2
CAS 등록번호해당 없음
GO 코드해당 없음
상세 정보
다른 이름MPO
녹색 혈액소
유전자MPO
발견 위치호모 사피엔스
기능과산화 효소 활성
할로젠화 효소 활성
과산화물 이온을 이용하여 할로겐 이온을 산화시킴
역할호중구의 살균 작용에 관여
차아염소산 생성
관련 질병죽상동맥경화증
낭포성 섬유증
알츠하이머병
참고 자료
Entrez GeneMyeloperoxidase
PMID15689384
6192815

2. 구조

kDa MPO 단백질은 2개의 15kDa 경쇄와 2개의 글리코실화된 중쇄로 구성된 이종사량체이다. 이종이량체의 동종이량체로 배열되어 칼슘 이온과 보철 헴 그룹 복합체에 결합한다.[44][45][46][47] 경쇄는 글리코실화되어 있으며 변형된 철 프로토포르피린 IX 활성 자리를 포함하고 있다. 경쇄와 중쇄는 시스틴 다리로 연결된 두 개의 동일한 73kDa 단량체를 형성한다. 헴 그룹을 보유하는 깊은 틈새와 촉매 활성을 가지는 말단 헴 공동 입구의 소수성 공간을 형성한다.[47]

중쇄의 크기만 다른 3개의 단백질 동형(아이소폼)이 확인되었다.[48]

리간드 중 하나는 Asp 96의 카보닐기이며, 칼슘 결합은 활성 자리의 구조에 중요하다. 이는 Asp 96이 촉매 활성을 가지는 His95 측쇄에 매우 가깝기 때문이다.[49]

3. 기능

MPO는 과산화효소 XPO 서브패밀리의 구성원이며, 호중구의 호흡폭발 동안 과산화 수소(H2O2)와 염화 이온(Cl-)으로부터 차아염소산(HOCl)을 생성한다. (Br-이 있는 경우 차아브롬산 생성) 이 과정에는 보조 인자로 헴이 필요하다. 또한 과산화 수소를 산화제로 사용하여 티로신을 티로실 라디칼로 산화시킨다.[50][51] 차아염소산과 티로실 라디칼은 세포독성이 있어 호중구가 세균이나 기타 병원체를 죽이는 데 사용한다.[52] 그러나 차아염소산은 숙주 조직에도 산화적 손상을 일으킬 수 있으며, apoA-I이 MPO로 인해 산화되면 HDL-매개된 세포자살과 염증 억제를 감소시킨다.[53] MPO는 단백질 니트로실화와 3-클로로티로신, 다이티로신 교차결합의 형성을 매개한다.[45]

3. 1. 반응 메커니즘

중심 헴 그룹은 활성 부위로 작용한다. 반응은 과산화 수소가 헴 그룹에 산소를 제공하여 "화합물 I"이라고 하는 활성화된 형태로 변환되면서 시작된다. 이 화합물은 염화물 이온을 산화시켜 차아염소산을 형성하고, 화합물 II는 다시 원래의 헴 상태로 환원될 수 있다. 면역 체계가 필요로 하는 한 이 주기는 계속된다.

골수세포형과산화효소(MPO)는 호중구의 호흡 버스트 동안 과산화 수소(H2O2)와 염화물 이온(Cl-)으로부터 차아염소산(HOCl)을 생산하며, 보조 인자로서 헴이 필요하다. 또한, 과산화 수소를 사용하여 티로신을 티로실 라디칼로 산화시킬 수도 있다.[29]

차아염소산과 티로실 라디칼은 세포 독성을 가지며, 세균 등의 병원체를 살균한다.

4. 임상적 중요성

골수세포형과산화효소 결핍증은 유전적인 효소 결핍증으로 면역 결핍을 유발한다.[54] MPO에 대한 항체는 다발성 혈관염 동반 육아종(GPA), 현미경적 다발성 혈관염(MPA), 다발성 혈관염 동반 호산구성 육아종(EGPA)과 같은 다양한 유형의 혈관염 발병에 관련되어 있다.[55] 이러한 항체는 항호중구 세포질 항체(ANCA)로도 알려져 있다.[17]

최근 연구에 따르면 골수세포형과산화효소 수치 상승과 관상동맥질환의 중증도 사이에 연관성이 보고되었다.[56] Heslop 등은 MPO 수치가 상승하면 13년 동안 심혈관 사망 위험이 두 배 이상 증가한다고 보고했다.[57] 또한 MPO가 죽상경화성 병변의 발달에 중요한 역할을 하고 죽종을 불안정하게 만든다는 주장도 제기되었다.[58][59]

4. 1. 의료 목적의 사용

2003년의 초기 연구에서 MPO는 흉통을 호소하는 환자의 심근경색증 예측에 민감한 지표로 작용할 수 있다고 제안했다.[60] 그 후 MPO 테스트의 유용성을 다룬 100개 이상의 연구가 발표되었다. 2010년 Heslop 등의 연구에서는 MPO와 C반응단백(CRP, 염증의 일반적 또는 심장 관련 표지자)을 모두 측정하면 CRP만 측정하는 것보다 위험 예측에 이점이 있다고 보고했다.[61]

면역조직화학 염색은 급성 골수성 백혈병 진단에 사용되며, 백혈병 세포가 골수 계통에서 유래되었음을 입증한다. 골수성육종 진단에는 MPO 염색이 여전히 중요하며, 겉모습이 유사한 림프종은 음성 염색을 보인다.[62] 혈관염 환자 선별 시, 유세포 분석은 면역형광 검사에 가까운 민감도를 보이며, 혈관염 관련 여러 자가항체를 동시에 검출할 수 있다. 그러나 유세포 분석은 여전히 추가 검사가 필요하다.[63]

골수세포형과산화효소는 탄소 나노튜브를 분해하는 것으로 알려진 최초이자 유일한 인간 효소이다. 이는 의약품의 표적 전달에 사용되는 탄소 나노튜브가 조직에 축적되어 건강을 위협할 수 있다는 임상의의 우려를 완화해 준다.[64]

5. 억제제

아자이드는 전통적으로 골수세포형과산화효소(MPO) 억제제로 사용되어 왔지만, 4-아미노벤조산 하이드라지드(4-ABH)는 MPO의 보다 특이적인 억제제이다.[65]

6. 유전학

사람의 경우, MPO 유전자는 17번 염색체(17q23.1)에 위치한다.[26]

참조

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