四、脱碘酶的功能

3种脱碘酶都是硫醇作为辅助因子的膜蛋白，它们的催化过程、底物特性、生物学功能和调节条件均不同。D1催化各种碘甲腺氨酸衍生物，尤其是碘甲腺氨酸硫酸盐的外环脱碘和（或）内环脱碘。在辅助因子二硫苏糖醇（Dithiothreitol，DTT）存在的情况下，D1具有高的半数最大清除率时血浆浓度（Km）和最大清除率（Vmax）值。由于Km的不同，在非硫酸脂化的碘甲腺氨酸中，rT3是最易被作用的底物，脱碘酶对它的外环脱碘作用明显快于其他碘甲腺氨酸，D1对底物的亲和性顺序为rT3 ＞ T4＞T3。所以，D1脱碘是清除rT3的主要途径。T4可以被D1催化生成T3，这是血清T3的来源之一。同时D1也可使T4脱碘生成rT3，再使rT3转化成T2。D1的脱碘是一种乒乓动力学反应，其催化机制是将碘（I+）转移到酶活性中心的SH反应基团。D1对碘乙酸盐（IAc）高度敏感，IAc竞争性地与底物作用而使D1失活。丙硫氧嘧啶（Propylthiouracil，PTU）对D1也有很强的抑制作用，它通过与辅助因子竞争性地结合而抑制D1的活性。D1的催化中心Sec残基，被碘乙酸盐作用为降解形式（SeH），而碘化硒（SeI）形式则为PTU灭活作用的靶结构。Sec的催化功能是将Sec转入半胱氨酸，在脱碘的过程中其活性减少约100倍，同时，Sec被白细胞产生的一种无活性酶促蛋白复原。

D2只有外环脱碘活性，Km和Vmax值均低，对T4的作用略大于rT3。与D1不同，它不能催化硫酸脂化碘甲腺氨酸的脱碘。组织中的T3主要是由T4在D2的催化作用下转化而来，小部分是从血浆T3转运而来。(https://www.daowen.com)

D3只有内环脱碘活性，T4和T3由其催化而失活，对T3的作用大于T4。D3的功能是调节细胞内的T3水平，其在胎盘和胎儿组织中的作用是保护发育中的组织避免暴露于高浓度的活性甲状腺激素。对于成人，D3的重要作用是清除血浆T3和产生rT3。

D1、D2和D3在结构上相似，如都有Sec和其他保守序列，说明由这些酶所催化的脱碘有相同的机制。但是D1对PTU、IAc和胶体金的敏感性大大高于D2和D3。另外，它们所表现的催化动力学类型也不同，D1为“乒乓动力学”，而D2和D3表现的是顺序型动力学，其催化过程为酶-基质-辅助因子复合物的形式。这些明显的差异可能是由于D2和D3里的硒基团的反应活性远低于D1。这也能解释为何D2和D3对碘甲腺氨酸脱碘的转化数量大大低于D1。