Peroksiredoksin (Prdx) Antioksidan Ailes

Peroksiredoksinler (Prdx), selenyum-bağımsız peroksidazlar süperailesine üyedirler, ilk defa mayada keşfedilmişler daha sonra birçok organizmada varlıkları gösterilmiştir. Tüm peroksiredoksinler, amino (N) terminal bölgelerinde korunmuş bir sistein (Cys) residüsü/bölgesi içerirler. Burası H2O2’nin öncelikli oksidasyon

oluşturduğu bölgedir. Memeli hücreleri üç altgruba ayrılan altı peroksiredoksin izoformu eksprese ederler: 2-Cys (2 sistein), atipik 2-Cys (2 sistein) ve 1-Cys (1 sistein). 2-Cys alt grubunun üyeleri Prdx1, 2, 3 ve 4’tür ve C terminal uçlarında korunmuş ikinci bir sistein grubu içerirler. Ancak atipik 2-Cys üyesi olan Prdx5 ve 1-Cys üyesi olan Prdx6 korunmuş ikinci sistein grubuna sahip değildirler. Prdx izoformları hücre içinde farklı yerlerde yerleşim gösterirler: Prdx1 ve Prdx2 sitozole, Prdx3 mitokondriye, Prdx4 ekstraselüler boşluğa, Prdx5 mitokondri ve peroksizoma ve Prdx6 sitozole lokalizedir (198).

Peroksiredoksinler, antioksidan savunma ve alkil ve hidrojen peroksit redüktaz aktiviteleri aracılığıyla intraselüler sinyalde rolleri olan peroksidazlardır. Peroksit redüksiyonundan sonra oksidize Prdx’ler, tiyol içeren verici moleküllerden-Prdx1-Prdx5 için tiyoredoksin ve Prdx6 için GSH-elektron transferi aracılığıyla indirgenir (199). Siklofilin A da sitozolik Prdx’ler için potansiyel bir elektron verici olarak tanımlanmıştır (200).

2.10.8.1. Peroksiredoksin 6 (Prdx6)

Peroksiredoksin 6, 1-Cys peroksiredoksin olarak adlandırılmanın yanısıra LTW4, antioksidan protein 2, Clara hücresi proteini 26, aiPLA2 ve ORF6 olarak da adlandırılır (201).

Prdx6’yı kodlayan fare geni beş ekzon ve dört introndan oluşur. Birçok psödo

(yalancı) gen tanımlanmıştır ancak bunlar proteine transle olmazlar. PRDX6 proteini 224 aminoasitten oluşur ve moleküler ağırlığı 25.1 kDa’dur. Hem GSH peroksidaz hem de Ca+2-bağımsız fosfolipaz A2 (PLA2) aktivitelerine sahip iki fonksiyonlu bir proteindir

(202).

PRDX6, genellikle peroksidize fosfolipidlerin indirgenmesi aracılığıyla hasarlı hücre membranlarının tamirini kolaylaştırarak antioksidan savunmada fonksiyon görür. PRDX6, H2O2, yağ asitleri, hidroperoksitler ve fosfolipid hidroperoksitleri indirgemek

için GSH’yi elektron verici olarak kullanır. PRDX6’nın ayrıca peroksinitrit ve fosfolipid hidroperoksit redüktaz aktiviteleri gösterdiği rapor edilmiştir. Asidik Ca+2-bağımsız fosfolipaz A2 aktivitesine sahip tek PRDX’tir. Bu aktivite akciğerlerde çalışılmış ve

sürfektan fosfolipidinin turnoverı ile ilişkilendirilmiştir (203).

PRDX6 yapısının homolojisi açısından bir peroksiredoksin olmasına rağmen enzim özellikleri PRDX6’yı bu süperailenin diğer üyelerinden ayırır (Çizelge 2.5). 2- Cys enzimler ya internal olarak (PRDX5) ya da homodimerizasyon aracılığıyla (PRDX1-4) disülfit bağları kurarken Prdx6, πGST (glutatyon S-transferaz π) aracılığıyla GSH ile disülfit oluşturur. PRDX1-5, indirgeyici olarak tiyoredoksin kullanmalarına rağmen PRDX6 GSH kullanır. PRDX6 fosfolipid hidroperoksitleri indirgeyebilmesine karşın bu özellik diğer peroksiredoksinler için gösterilememiştir. PRDX6 ayrıca PLA2

aktivitesine sahiptir, bu aktivite ile ilişkili sekans diğer peroksiredoksinlerde bulunmamaktadır.

Prdx6 mRNA ve proteini birçok memeli organında saptanmıştır, en yüksek

ekspresyon ise akciğerlerde bulunmuştur (201). Akciğerin subselüler/hücre altı düzeyde fraksiyonlanması sonucunda PRDX6 sitozolik ve lizozomal fraksiyonlarda, sürfektanın depolandığı lamellar yapılarda ve lavaj ile elde edilen ekstraselüler sıvıda saptanmıştır.

Manevich ve arkadaşları optimum pH koşullarına dayanarak sitozolik proteinin peroksidaz aktiviteden, lizozomal/lamellar yapılardaki proteinin ise PLA2 aktivitesinden

sorumlu olduğu yorumunu yapmışlardır (201).

Prdx6 genindeki ekzon 1 ve 2 (204) ya da ekzon 3 (205)’ün hedeflenmesiyle Prdx6 geni çıkarılmış iki faklı fare modeli üretilmiştir. Her iki fare türünün de gelişimi

ve üremeleri normaldir. Ancak her iki tür de OS’ye artan bir hassasiyet gösterirler.

Prdx6’yı overeksprese eden hücreler OS’ye karşı korunur. Antisense uygulaması

ile Prdx6’nın ortadan kaldırılması ise OS ve apoptoza neden olur. Farelerde Prdx6’nın adenovirus aracılığıyla akciğerlerde overekspresyonu hiperoksinin neden olduğu toksisiteye karşı korur. Prdx6’yı overeksprese eden fareler VT farelere göre daha az lipid peroksidasyonu, daha az protein oksidasyonu, daha az akciğer ödemi ve daha az akciğer inflamasyonu gösterirler (206).

Leyens ve arkadaşları yaptıkları çalışmada peroksiredoksinlerin oosit ve erken dönem embriyolarda ekspresyonlarını RT-PCR tekniği ile incelemişlerdir. Peroksiredoksin 6, matürasyon öncesi ve sonrası oositlerde, 2 hücreli ve 8 hücreli embriyo aşamalarında tespit edilmiş ancak morula evresinde tespit edilememiştir. Blastosist aşamasında ise Prdx6 tekrar eksprese edilmeye başlamıştır (207). Leyens ve arkadaşları yaptıkları bir diğer çalışmada ise PRDX6’nın matürasyon sonrası hem oosit hem de kumulus hücrelerinde upregüle olduğunu bulmuşlardır (208).

Çizelge 2.5.Peroksiredoksinlerin özelliklerini gösteren çizelge (201).

Peroksiredoksin 6’nın Hastalıklardaki Rolü

Prdx6 protein ya da mRNA’sının bazı hastalıklarda miktarının azaldığı ya da arttığı belirlenmiştir. Örneğin, deneysel ateroskleroza yatkın farelerde Prdx6 mRNA ve proteininin azaldığı, mutant SOD eksprese eden farelerin spinal kordunda, Parkinson hastalarının beyinlerinde, Creutzfeldt–Jacob ve Pick hastalığında, malignant mezotelyomada, skuamoz kanserde, iyileşen deri yaralarında, deneysel hücresel prematür yaşlılıkta ve metastaz yapan meme kanseri hücrelerinde artış gösterdiği gösterilmiştir (201).

Ayrıca, Prdx6 nötrofil NADPH oksidaz aktivasyonunda rol alabilir, eritrosit hemolizatlarında methemoglobin oluşumunu önler. Ve bitkilerde tohum çimlenmesinde rolü olduğu gösterilmiştir (201).

2.11. Hipotez

C57BL6/129 ve CD1 genetik zeminli Fkbp52 geni çıkarılmış (Fkbp52-/-) farelerde ovulasyon ve fertilizasyon başarılı bir şekilde gerçekleşir ancak implantasyon gerçekleşmez. Bu farelere dışarıdan P4 verildiğinde CD1 genetik zeminli olanlarda

implantasyonun gerçekleşirken C57BL6/129 genetik zeminli olanlarda implantasyon gerçekleşmez.

CD1 Fkbp52-/- farelerde P4’ün azalan PR yanıtının üstesinden nasıl gelerek

implantasyona izin verdiği bilinmemektedir. FKBP52, PR’yi P4’e bağlanması için

optimal konfigürasyonda tuttuğu için ortamda bulunan fazla miktardaki P4, FKBP52

eksikliğinde P4’ün PR kompleksine bağlanma olasılığını artırıyor olabilir. Diğer bir

olasılık ise FKBP52’nin PR sinyal yolağındaki fonksiyonundan başka bir görevi olmasıdır. Çünkü, dışarıdan sağlanan P4 desteği C57BL6/129 genetik zeminli Fkbp52-/-

farelerde implantasyonu kurtaramamıştır ve CD1 Fkbp52-/- farelerde gebeliğin terme ulaşabilmesi için daha fazla P4 düzeylerine gereksinim duyulmaktadır. Ayrıca daha önce

yapılan bir çalışmada plasentada Fkbp52’nin eksprese edildiği buna karşın Pgr’nin eksprese edilmediği gösterilmiştir. Bu da FKBP52’nin PR aktivitesini optimize etmekten başka bir fonksiyonu olabileceğini düşündürmektedir.

Hipotezimiz; FKBP52’nin PR sinyal yolağındaki koşaperon fonksiyonundan bağımsız başka bir rolü vardır. Bunu belirleyebilmek için Fkbp52-/- farelerin uterusunda Vahşi tip ve Pgr-/- farelerin uterusundan farklı olarak eksprese edilen proteinleri proteomiks analiziyle belirlemeyi ve elde edeceğimiz sonuçlara göre FKBP52’nin koşaperon fonksiyonundan bağımsız rollerini araştırmayı amaçladık.