Metalloproteinaser

Metalloproteiner er enzymer som nedbryter protein og trenger et metallisk atom for å aktivere

Hva er metalloproteinaser?

De Metalloproteinaser, eller metalloproteas, de er enzymer som nedbryter proteiner og som krever tilstedeværelse av et metallisk atom for å ha aktivitet. De som utfører alle aktivitetene som utføres av en celle, er enzymer.

De er involvert i en rekke fysiologiske og patologiske prosesser av organismen og oppfyller forskjellige regulatoriske og modulerende funksjoner, for eksempel sårheling, angiogenese eller tumorcellemetastase.

Samlet kalles disse enzymene proteiner eller proteaser. Gruppen av proteaser som krever at et metallisk atom blir aktivt kalles metalloproteinaser.

Kjennetegn på metalloproteinaser

- Kanskje den mest mangfoldige proteasegruppen av de seks som eksisterer. Proteaser er klassifisert i henhold til deres katalytiske mekanisme. Disse gruppene er cysteinproteaser, serin, treonin, asparaginsyre, glutaminsyre og metalloproteinaser.

- Alle metalloproteinaser krever et metallisk atom for å kunne utføre sitt katalytiske kutt. Metaller til stede i metalloproteinaser inkluderer stort sett sink, men andre metalloproteinaser bruker kobolt.

- For å utføre sin funksjon, må det metalliske atomet koordineres til proteinet. Dette gjøres gjennom fire kontaktpunkter: tre av dem bruker noen av aminosyrene med histidinbelastning, lysin, arginin, glutamat eller aspartat. Det fjerde koordinasjonspunktet er laget av et vannmolekyl.

Metalloproteinase -funksjoner

Den viktigste rollen til metalloproteinaser er den av Regulere celleatferd. Dette oppnås ved å kontrollere tilstedeværelsen og tilstedeværelsen av transkripsjonelle regulatorer, responsformidlere, reseptorer, strukturelle membranproteiner og indre organeller, etc.

Avhengig av nedbrytningsmodus, er proteaser, inkludert metalloproteinaser, klassifisert som endoproteas (metaloendoproteas) eller exoproteas (metalloexoproteasas).

De første nedbryter proteiner fra en av endene av proteinet (det vil si amino eller karboksil). Endoproteas, tvert imot, gjør kutt inne i proteinet med en viss spesifisitet.

Proteinmodifisering

Metalloproteinaser kan delta i modifiseringen (modning) av noen proteiner i post-translasjonsprosesser.

Dette kan oppstå samtidig med, eller etter, syntesen av det hvite proteinet eller på det endelige stedet der det ligger for å utøve sin funksjon. Dette nås vanligvis med segmenteringen av et begrenset antall aminosyreavfall av det hvite molekylet.

Kan tjene deg: Cladogram

Metalloproteinase -klassifisering

International Union of Biochemistry and Molecular Biology har etablert et enzymklassifiseringssystem. Dette systemet identifiserer enzymer med EF -bokstaver og et fire -kodet system.

Den første utgaven identifiserer enzymer i henhold til deres virkningsmekanisme, og deler dem inn i seks flotte klasser.

Det andre tallet skiller dem i henhold til underlaget de virker. De to andre tallene gjør enda mer spesifikke divisjoner.

Fordi metalloproteinaser katalyserer hydrolysereaksjoner, identifiseres med antall EC4, i henhold til dette klassifiseringssystemet. I tillegg tilhører de underklasse 4, som huser alle hydrolaser som virker på peptidlenker.

Metalloproteinaser, som resten av proteinaser, kan klassifiseres i henhold til stedet for polypeptidkjeden som angriper.

Exopeptidase metalloproteinaser

De virker på peptidbindingene til de terminale aminosyrene i polypeptidkjeden. Alle metalloproteinaser som har to katalytiske metallioner og noen med en enkelt metallisk ion er inkludert.

Endopeptidmetalloproteinaser

De virker på en hvilken som helst peptidkobling inne i polypeptidkjeden, noe som resulterer i to polypeptidmolekyler med lavere molekylvekt.

Mange av metalloproteinasene med en enkelt katalytisk metallion handling på denne måten. Her er metrix metalloproteiner og Adam -proteiner.

Metrix Metalloproteins (MMP)

De er enzymer som er i stand til å opptre med noen komponenter i den ekstracellulære matrisen. Den ekstracellulære matrisen er settet med alle stoffer og materialer som er en del av et vev, og som finnes på utsiden av cellene.

De er en stor enzymgruppe som er til stede i de fysiologiske prosessene, og deltar i morfologiske og funksjonelle endringer av mange vev.

I skjelettmusklene spiller de for eksempel en viktig rolle i dannelsen, ombygging og regenerering av muskelvev. De virker også på de forskjellige typer kollagener som er til stede i den ekstracellulære matrisen.

Kan tjene deg: grunnleggende stoff: hva er, egenskaper og funksjoner

Kollagenaser (MMP-1, MMP-8, MMP-13, MMP-18)

Hydrolytiske enzymer som virker på kollagenet av type I, II og III som er mellom cellene. Produkt av katabolismen til disse stoffene er detaturert kollagen, eller gelatin.

I virveldyr produseres dette enzymet av forskjellige celler, for eksempel fibroblaster og makrofager, samt epitelceller. De kan også handle på andre ekstracellulære matriksmolekyler.

Jødisk (MMP-2, MMP-9)

Bidra i katabolismeprosessen av type I -kollagener, II og III. De virker også på detaturert kollagen eller gelatin oppnådd etter virkningen av kollagenasene.

Stromalisiner (MMP-3, MMP-10, MMP-11)

De virker på kollagener av type IV og andre ekstracellulære matriksmolekyler assosiert med kollagen. Aktiviteten på gelatinen er begrenset.

Matrilisiner (MMP-7, MMP-26).

Er strukturelt enklere metalloproteinase enn de resterende. De er relatert til tumorepitelceller.

Metalloproteaer tilknyttet membranen (MT-MMP)

Er en del av basalmembranene. De deltar i de proteolytiske aktivitetene til andre metalloproteinaser av matrisen.

Neprilisin

Neprilisin er en metalloproteinase av matrisen som har sink som katalysatorion. Det er ansvarlig for hydrolyserende peptider i den aminoterminale hydrofobe resten.

Dette enzymet finnes i mange organer, inkludert nyre, hjerne, lunge, vaskulær glatt muskel, samt i endotel, hjerte-, blod-, fett- og fibroblastceller.

Neprilisin er viktig for metabolsk nedbrytning av vasoaktive peptider. Noen av disse peptidene fungerer som vasodilatorer, men andre har vasokonstriktoreffekter.

Neprisilinhemming, sammen med hemming av angiotensinreseptoren, har blitt en veldig lovende alternativ terapi i behandlingen av pasienter som har hjertesvikt.

Andre metall -metalloproteiner

Det er noen metalloproteinaser som ikke inngår noen av de tidligere kategoriene. Eksempel på dem er MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 og MMP-28.

Adam -proteiner

Adam (en dissintegrin og metalloprotease, for sin forkortelse på engelsk) er en gruppe metalloproteinaser, kjent som metalloproteas-desengrinas.

Disse inkluderer enzymer som kutter eller eliminerer deler av protein som er ekskludert fra cellen av membranen til denne.

Kan tjene deg: tysk kakerlakk: egenskaper, reproduksjon, mat

Noen Adam, spesielt hos mennesker, mangler et funksjonelt proteasedomene. Blant hovedfunksjonene virker i spermatogenese og sæd-subsid. De er en viktig komponent i giften til mange slanger.

Helseeffekter

Enhver endring i funksjonen av metalloproteinaser kan ha uønskede effekter på menneskets helse. I tillegg involverer noen andre patologiske prosesser på en eller annen måte deltakelse av denne viktige gruppen av enzymer.

Metrix 2 metalloproteinase spiller for eksempel en viktig rolle i kreftinvasjon, progresjon og metastase, inkludert kreft i endometrium. I andre tilfeller har endring av homeostase av MME vært relatert til leddgikt, betennelse og noen typer kreft.

Tilknyttede patologier

Det er blitt bestemt at enzymene til MMP -familien deltar i utviklingen av forskjellige sykdommer: hud, vaskulær dysfunksjoner, skrumplever, lungeemfysem, cerebral iskemi, leddgikt, periodontitt og kreftmetastaser,.

Det antas at det store utvalget av former som kan oppstå i matrise -metalloproteiner kan favorisere endring av flere genetiske reguleringsmekanismer, og dermed føre til en endring i den genetiske profilen.

For å hemme utviklingen av patologier assosiert med MMP.

Naturlige hemmere er blitt isolert fra mange marine organismer, inkludert fisk, bløtdyr, alger og bakterier.

Syntetiske hemmere inneholder derimot generelt en chelateringsgruppe som binder seg til det katalytiske metallionet og det inaktive. Resultatene som er oppnådd har imidlertid ikke vært avgjørende.

Terapeutisk bruk

Metrix metalloproteiner har flere terapeutiske bruksområder:

- De brukes til å behandle forbrenninger, så vel som forskjellige typer magesår.

- Også for å eliminere arrvev og lette regenereringsprosessen i organtransplantasjoner.

Referanser

1. Caley, m. P., Martins, v. L. C., O'Toole, e. TIL. (2015). Metalloproteinaser og sårheling. Fremskritt i sårpleie.
2. Löffek, s., Schilling, eller., Franzke, ca.-W. (2011). Biologisk rolle av matrise metalloproteinaser: en kritisk balanse. European Respiratory Journal.
3. Opalińska, m., Jańska, h. (2018). AAA Proteaseses: Guardians of Mithochondrial Function and Homeostase. Celler.