The three iodothyronine deiodinases catalyze the initiation (D1, D2) and termination (D3) of thyroid hormone effects in vertebrates. A recently conceived 3-dimensional model predicts that these enzymes share a similar structural organization and belong to the thioredoxin (TRX) fold superfamily. Their active center is a selenocysteine-containing pocket defined by the β1-α1-β2 motifs of the TRX fold and a domain that shares strong similarities with the active site of iduronidase, a member of the clan GH-A fold of glycoside hydrolases. While D1 and D3 are long-lived plasma membrane proteins, D2 is an endoplasmic reticulum resident protein with a half-life of only 20min. D2 inactivation is mediated by selective UBC-7-mediated conjugation to ubiquitin, a process that is accelerated by T 4 catalysis, thus maintaining local T 3 homeostasis. In addition, D2 interacts with and is a substrate of the pVHL-interacting deubiquitinating enzymes (VDU1 and VDU2); thus deubiquitination regulates the supply of active thyroid hormone in D2-expressing cells.
RESUMO Trigêmeas! As Três Enzimas que Catalisam a Iniciação e Terminação dos Efeitos dos Hormônios Tiroideanos Exibem Semelhança Estrutural Inesperada.As três desiodases de iodotironinas catalisam a iniciação (D1, D2) e o tér-mino (D3) dos efeitos dos hormônios tiroideanos em vertebrados. Um modelo tridimensional concebido recentemente propõe que essas enzimas apresentam organização estrutural similar e pertençam à superfamília da thioredoxin (TRX)-fold. O sítio ativo é formado por um bolso contendo selenocisteína, definido pelos motivos β1-α1-β2 do TRX-fold, e um domínio similar ao sítio ativo da iduronidase, um membro do clan GH-A-fold das hidrolases de glicosídeos. Enquanto D1 e D3 são proteínas de meia-vida longa localizadas na membrana plasmática, a D2 é uma proteína residente do retículo endoplasmático com meia-vida de apenas 20min. A inativação da D2 é mediada por conjugação seletiva à ubiquitina, catalisada pela UBC-7, um processo que é acelerado pela catálise do T 4 , mantendo assim a homeostase local do T 3 . Além disso, a D2 interage e é substrato das VDU1 e VDU2 (pVHL-interacting deubiquitinating enzymes), fazendo com que sua desubiquitinação regule o suprimento de hormônio tiroideano ativo em células que expressam D2. (T 4 ) and inactivate both T 4 and T 3 , are present in all vertebrates studied so far, indicating that thyroid hormone deiodination is an intrinsic component of the thyroid hormone homeostasis. In a nutshell, their relevance resides on the fact that T 4 is a long-lived (t1/2 is ~7 days in humans) pro-hormone molecule that must be activated by deiodination to the short-lived biologically active T 3 (t1/2 is ~1 day) in order to initiate thyroid hormone action. T 3 modulates gene expression in virtually every vertebrate tissue through ligand-dependent transcription factors, the thyroid hormone receptors (TR). The deiodination of T 4 to T 3 occurs in the phenolic (outer or 5')-ring of the T 4 molecule and is catalyzed by two iodothyronine dei...