TPO的基因和蛋白结构

人类的TPO 基因位于2号染色体，全长150kb，含有17个外显子和16个内含子。第一个编码TPO的cDNA在人类和猪的CDNA文库提取出来。人TPO通过选择性剪接产生许多异形体，其中最长的含有933个氨基酸残基，称为TPO-1。TPO-2 cDNA编码一个相似的蛋白，但是缺乏外显子10编码的一个55个氨基酸残基的多肽。其他异形体例如TPO-3的外显子16被删除了，TPO-4和TPO-5也缺少了外显子14和8。最近研究也发现了更为复杂的异形体，例如删除外显子10和16的TPO2/3、删除外显子10和14的TPO2/4、删除外显子10、12、13、14、16的TPO-6。这些异形体的表达水平远较TPO-1低，有的甚至不具有酶活性。TPO-2不会与血红素辅基结合，因而在合成后会快速降解并且不会表现出酶活性[69]。TPO-3可以接触到细胞表面并且表现出酶活性。TPO-4和TPO-3类似，然而TPO-5不能正确地重叠，同样也不能到达细胞的表面，在正常甲状腺组织中发现了TPO-4和TPO-5。在Graves病甲状腺组织和正常甲状腺组织中发现了TPO-2和TPO-3的存在[70]（图7-6）。

TPO的氨基末端位于甲状腺滤泡腔，在细胞外区域形成了1个由2个分子内二硫键组成的环状结构，羧基末端则含有1个一次跨膜片段[71]（图7-6）。人类TPO含有5个潜在糖基化位点，分别在129、307、342、478和569位天冬酰胺残基，然而478位天冬酰胺残基不会发生糖基化，其余4个潜在化糖基位点被寡糖基占据[72]。

TPO的血红素辅基与其他血红蛋白的血红素辅基截然不同，是一个双羟血红素b，它与399位谷氨酰胺残基和238位天冬氨酸残基通过酯键相连[73]。为了调节酶活性和特异性，氨基酸侧链直接与铁原子配位或者位于其相近的位置。在血红素辅基的对侧有两个组氨酸残基，近端的组氨酸残基与铁连接，远端的则靠近过氧化氢结合口袋。与MPO进行序列对比，TPO的远端组氨酸位于239位点，近端组氨酸位于494位点[74]。远端组氨酸和396位精氨酸残基参与复合物Ⅰ（TPO的两电子氧化形式）的形成。TPO-2是无酶活性的，可能是因为它缺乏579位天冬酰胺，导致它不会和近端494位组氨酸形成稳定的氢键。(https://www.daowen.com)

TPO、MPO和其他哺乳动物过氧化物酶有着高度的序列相似性，TPO和血红素家族的MPO的同源性高达74%。分析TPO的序列发现TPO与表皮生长因子、补体C4B、线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ有同源的结构域。目前已经构建了MPO的三维模型来推断其他哺乳动物过氧化物酶的结构，但是TPO的三维模型尚未建立。

TPO在核糖体合成后，进入内质网腔，折叠成特定的构象，然后进入高尔基体中糖基化，最后组装到顶端膜上。不过，组装到顶端膜上的TPO只占合成量的2%左右，大部分TPO因为得不到充分折叠而在内质网被丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶降解。TPO的分选和运输是根据不同细胞类型而变化的。研究发现，在稳定转染的异源细胞系统中，TPO大量滞留在细胞内部结构；但是在转染的鼠PCCL3甲状腺细胞中发现，TPO可以接近细胞膜，这些发现说明TPO的膜插入过程可能需要甲状腺特异性因子的作用[75]。研究证实，慢性TSH的刺激可以增加TPO的释放以及转运到顶端膜[76]。