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髓过氧化物酶（MPO）：免疫防御中的生化引擎
发表时间：2026-01-06MPO：先天免疫的氧化武器库
髓过氧化物酶（MPO）是中性粒细胞嗜天青颗粒中的核心酶。中性粒细胞作为机体抵抗病原体入侵的第一道防线，其吞噬病原体后发生呼吸爆发，产生大量活性氧（ROS）。MPO正是利用呼吸爆发产生的关键底物——过氧化氢（H?O?），执行其强大的杀菌功能。MPO的存在显著增强了中性粒细胞的氧化杀伤能力，是先天免疫应答中不可或缺的生化武器。
MPO的催化机制：卤化与氧化风暴
MPO的核心功能在于其独特的催化循环，能够高效利用H?O?氧化卤化物离子（主要是氯离子Cl?）和硫氰酸根离子（SCN?），生成高反应活性的次卤酸。
底物结合与活化：- MPO的血红素铁处于高自旋三价铁（Fe3?）状态（原生状态）。
- H?O?分子首先与酶活性中心的Fe3?结合。
- H?O2?中的O-O键发生异裂，释放出一个水分子（H?O），同时生成一个氧原子转移至血红素铁的高价中间体。这个中间体被称为化合物I（Compound I），其结构为Fe??=O（氧酰基铁）与卟啉环自由基阳离子（Por??）的结合体。化合物I具有极强的氧化能力。
- 卤化物离子（如Cl?）作为电子供体，被化合物I氧化。
- 化合物I接受一个电子，被还原为化合物II（Compound II，Fe??=O + Por）。
- 同时，卤化物离子失去一个电子，生成相应的卤素（如氯原子Cl?）。
- 卤素原子（Cl?）在水溶液中迅速与水反应，生成次卤酸（如次氯酸HOCl）。
- HOCl是MPO系统产生的最具杀伤力的氧化剂之一，能够与细菌细胞壁、膜蛋白、核酸等多种生物分子发生不可逆的氧化反应（如氯胺化、羰基化），导致病原体死亡和溶解。
- MPO的化合物I和化合物II也能直接氧化多种有机和无机底物（如酚类、芳香胺、亚硝酸盐NO??、硫氰酸根SCN?等）。
- 氧化SCN?生成的次硫氰酸（HOSCN）也是一种重要的抗菌剂，对某些病原体具有特异性杀伤作用，且对宿主组织的毒性相对较低。
- 这些反应途径共同构成了MPO介导的复杂氧化网络。
次氯酸（HOCl）的致命效应
MPO催化产生的HOCl是其杀菌效力的核心：
强氧化性： HOCl具有极强的氧化还原电位，能氧化蛋白质中的硫醇基（-SH）、甲硫氨酸残基、色氨酸残基、氨基等关键基团。破坏膜结构： HOCl能破坏细菌细胞膜的脂质双分子层，导致膜通透性增加，内容物泄漏。
酶失活： HOCl使细菌必需的酶失活，阻断其代谢途径。
核酸损伤： HOCl能损伤细菌DNA和RNA，干扰其遗传物质的复制和功能。
MPO活性的生理与病理意义
防御屏障： MPO-H?O?-Cl?系统是中性粒细胞清除吞噬的细菌、真菌等病原体的主要机制之一，对维持宿主无菌环境至关重要。炎症调控： MPO产生的活性氧和次氯酸也是重要的炎症信号分子，参与免疫细胞的招募和活化。
组织损伤： 过度的或不受控的MPO活性会导致宿主组织损伤。HOCl等氧化剂能氧化修饰宿主蛋白（如脂蛋白）、脂质和DNA，与多种炎症性疾病（如动脉粥样硬化、类风湿性关节炎、慢性阻塞性肺疾病、肾脏疾病等）的发病机制密切相关。MPO及其氧化产物（如氯酪氨酸）常被视为炎症和组织氧化损伤的生物标志物。
