Metaloproteinazy

Metaloproteiny są enzymami, które degradują białko i potrzebują metalicznego atomu do aktywacji

Jakie są metaloproteinazy?

Metaloproteinazy, lub metaloproteas, są enzymami, które degradują białka i wymagają obecności atomu metalicznego, aby mieć aktywność. Ci, którzy wykonują wszystkie działania przeprowadzane przez komórkę, to enzymy.

Są zaangażowani w liczne procesy fizjologiczne i patologiczne organizmu i wypełniają różne funkcje regulacyjne i modulujące, takie jak gojenie się ran, angiogeneza lub przerzuty komórek nowotworowych.

Łącznie te enzymy nazywane są białkami lub proteazami. Grupa proteaz, które wymagają aktywnego atomu metalicznego, nazywa się metaloproteinazami.

Charakterystyka metaloproteinaz

- Być może najbardziej zróżnicowana grupa proteazy z sześciu. Proteazy są klasyfikowane zgodnie z ich mechanizmem katalitycznym. Te grupy to proteazy cysteinowe, seryna, treonina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy i metaloproteinazy.

- Wszystkie metaloproteinazy wymagają metalicznego atomu, aby móc wykonać swoje katalityczne cięcie. Metale obecne w metaloproteinazach obejmują głównie cynk, ale inne metaloproteinazy używają kobaltu.

- Aby wykonać swoją funkcję, metaliczny atom musi być skoordynowany z białkiem. Odbywa się to przez cztery punkty kontaktowe: trzy z nich używają niektórych aminokwasów z obciążeniem histydyny, lizyny, argininy, glutaminianu lub asparaganu. Czwarty punkt koordynacyjny jest wytwarzany przez cząsteczkę wody.

Funkcje metaloproteinazy

Najważniejszą rolą metaloproteinaz jest rola Reguluj zachowanie komórek. Osiąga się to poprzez kontrolowanie obecności i obecności regulatorów transkrypcyjnych, mediatorów odpowiedzi, receptorów, białek błony strukturalnej i organelli wewnętrznych itp.

W zależności od ich trybu degradacji proteazy, w tym metaloproteinazy, są klasyfikowane jako endoproteasy (metaloendoproteas) lub egzoproteas (metalloExoproteasas).

Pierwsze zdegradowane białka z jednego z końców białka (to znaczy amino lub karboksyl). Przeciwnie, endoproteas wykonują cięcia wewnątrz białka z pewną swoistością.

Modyfikacja białka

Metaloproteinazy mogą uczestniczyć w modyfikacji (dojrzewania) niektórych białek w procesach potranslacyjnych.

Może to występować jednocześnie z syntezą białego białka lub po końcowym miejscu, w którym przebywa do wykonywania jego funkcji. Zasadniczo osiąga się to z segmentacją ograniczonej liczby odpadów aminokwasowych białej cząsteczki.

Może ci służyć: kladogram

Klasyfikacja metaloproteinazy

Międzynarodowa Unia Biochemii i Biologii Molekularnej ustanowiła system klasyfikacji enzymatycznej. Ten system identyfikuje enzymy za pomocą liter EC i systemu zakodowanego czteroosobowego.

Pierwszy problem identyfikuje enzymy zgodnie z ich mechanizmem działania i dzieli je na sześć wielkich klas.

Druga liczba oddziela je zgodnie z podłożem, na którym działają. Pozostałe dwie liczby wykonują jeszcze bardziej szczegółowe podziały.

Ponieważ metaloproteinazy katalizują reakcje hydrolizy, są identyfikowane z liczbą EC4, zgodnie z tym systemem klasyfikacji. Dodatkowo należą one do podklasy 4, w której znajdują się wszystkie hydrolazy, które działają na łącza peptydowe.

Metaloproteinazy, takie jak reszta proteinaz, można zaklasyfikować zgodnie z miejscem łańcucha polipeptydowego, który atakuje.

Metaloproteinazy egzopeptydazy

Działają na wiązania peptydowe końcowych aminokwasów łańcucha polipeptydowego. Uwzględniono wszystkie metaloproteinazy, które mają dwa katalityczne jony metali, a niektóre z jednym jonem metalicznym.

Metaloproteinazy endopeptydowe

Działają na dowolnym połączeniu peptydowym w łańcuchu polipeptydowym, co powoduje dwie cząsteczki polipeptydowe o niższej masie cząsteczkowej.

Wiele metaloproteinaz z pojedynczym katalitycznym jonem metalu działa w ten sposób. Oto metaloproteiny Metrix i białka Adama.

Metaloproteiny Metrix (MMP)

Są enzymami zdolnymi do działania z niektórymi składnikami matrycy pozakomórkowej. Matryca pozakomórkowa jest zbiorem wszystkich substancji i materiałów, które są częścią tkanki i znajdują się na zewnątrz komórek.

Są dużą grupą enzymatyczną obecną w procesach fizjologicznych i uczestniczą w zmianach morfologicznych i funkcjonalnych wielu tkanek.

Na przykład w mięśniach szkieletowych odgrywają ważną rolę w tworzeniu, przebudowie i regeneracji tkanki mięśniowej. Działają również na różnych rodzajach kolagenów obecnych w matrycy pozakomórkowej.

Może ci służyć: fundamentalna tkanina: co to jest, cechy i funkcje

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

Enzymy hydrolityczne działające na kolagen typu I, II i III, który jest między komórkami. Produktem katabolizmu tych substancji jest denaturowany kolagen lub żelatyna.

U kręgowców enzym ten jest wytwarzany przez różne komórki, takie jak fibroblasty i makrofagi, a także komórki nabłonkowe. Mogą również działać na innych cząsteczkach macierzy pozakomórkowej.

Żydów (MMP-2, MMP-9)

Wkład w proces katabolizmu kolagenów typu I, II i III. Działają również na denaturowany kolagen lub żelatynę uzyskaną po działaniu kolagenaz.

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

Działają na kolagenach typu IV i innych cząsteczkach macierzy pozakomórkowej związanych z kolagenem. Jego aktywność na żelatynie jest ograniczona.

Matrilisins (MMP-7, MMP-26).

Są strukturalnie prostsze metaloproteinaza niż pozostałe. Są one związane z komórkami nabłonka nowotworów.

Metaloproteaty związane z błoną (MT-MMP)

Są częścią błon podstawowych. Uczestniczą w aktywności proteolitycznej innych metaloproteinaz matrycy.

Neprilisin

Neprilisin jest metaloproteinazą macierzy, która ma cynk jako jon katalizatora. Jest odpowiedzialny za hydrolizowanie peptydów w amino-końcowych resztach hydrofobowych.

Ten enzym występuje w licznych narządach, w tym w nerkach, mózgu, płucach, mięśniach gładkich naczyniowych, a także w komórkach śródbłonka, serca, krwi, tłuszczu i fibroblastów.

Neprylizyna jest niezbędna do metabolicznej degradacji peptydów wazoaktywnych. Niektóre z tych peptydów działają jako rozszerzające naczynia.

Hamowanie neprisiliny wraz z hamowaniem receptora angiotensyny stało się bardzo obiecującą alternatywną terapią w leczeniu pacjentów, którzy mają awarie serca.

Inne metaloproteiny Metrix

Istnieją kilka metaloproteinaz, które nie wchodzą w żadną z poprzednich kategorii. Ich przykład to MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 i MMP-28.

Białka Adama

Adam (Disintegrin i Metaloproteaza, dla jej akronimu w języku angielskim) to grupa metaloproteinaz, znana jako metaloproteas-desengrinas.

Obejmują one enzymy, które wycinają lub eliminują części białka, które są wykluczone z komórki przez błonę.

Może ci podać: niemiecki karaluch: cechy, reprodukcja, jedzenie

Niektóre Adam, szczególnie u ludzi, nie mają funkcjonalnej domeny proteazy. Wśród jego głównych funkcji działają w spermatogenezie i subsid plemników. Są ważnym elementem trucizny wielu węży.

Efekty zdrowotne

Wszelkie zmiany w funkcjonowaniu metaloproteinaz mogą mieć niechciany wpływ na zdrowie człowieka. Ponadto niektóre inne procesy patologiczne w jakiś sposób obejmują udział tej ważnej grupy enzymów.

Na przykład metaloproteinaza Metrix 2 odgrywa ważną rolę w inwazji na raka, progresję i przerzutach, w tym raka endometrium. W innych przypadkach zmiana homeostazy MME była związana z zapaleniem stawów, stanem zapalnym i niektórymi rodzajami raka.

Powiązane patologie

Ustalono, że enzymy rodziny MMP uczestniczą między innymi w rozwoju różnych chorób: skóry, dysfunkcji naczyniowych, marskości wątroby, płuc płucnej, niedokrwienia mózgu, zapalenia stawów, zapalenia przyzębia i raka, przerzutów do raka,.

Uważa się, że szeroka gama form, które mogą wystąpić w metaloproteinach macierzy, może sprzyjać zmianie kilku mechanizmów regulacji genetycznej, co prowadzi do zmiany profilu genetycznego.

W celu hamowania rozwoju patologii związanych z MMP.

Naturalne inhibitory zostały wyizolowane z wielu organizmów morskich, w tym ryb, mięczaków, glonów i bakterii.

Z drugiej strony inhibitory syntetyczne ogólnie zawierają grupę chelatingową, która wiąże się z katalitycznym jonem metalu i nieaktywnym. Jednak uzyskane wyniki nie były rozstrzygające.

Zastosowania terapeutyczne

Metaloproteiny Metrix mają kilka zastosowań terapeutycznych:

- Są stosowane w leczeniu oparzeń, a także różnych rodzajów wrzodów.

- Również w celu wyeliminowania blizn tkanek i ułatwienia procesu regeneracji u przeszczepów narządów.

Bibliografia

1. Caley, m. P., Martins, v. L. C., O'Toole, e. DO. (2015). Metaloproteinazy i gojenie się ran. Postęp w opiece rannej.
2. Löffek, s., Schilling lub., Franzke, c.-W. (2011). Biologiczna rola metaloproteinaz macierzy: równowaga krytyczna. Europejski dziennik oddechowy.
3. Opalińska, m., Jańska, godz. (2018). AAA Proteaseses: Guardians of Mitochondrial Funkcja i homeostaza. Komórki.