Metaloproteinázy

Metaloproteíny sú enzýmy, ktoré degradujú proteín a na aktiváciu potrebujú kovový atóm

Čo sú to metaloproteinázy?

Ten Metaloproteinázy, alebo metaloproteas, sú to enzýmy, ktoré degradujú proteíny a ktoré vyžadujú, aby bola aktivita prítomnosť kovového atómu. Tí, ktorí vykonávajú všetky činnosti vykonávané bunkou, sú enzýmy.

Sú zapojení do mnohých fyziologických a patologických procesov organizmu a plnenie rôznych regulačných a modulačných funkcií, ako je hojenie rán, angiogenéza alebo metastázy nádorových buniek.

Súhrnne sa tieto enzýmy nazývajú proteiny alebo proteázy. Skupina proteáz, ktoré vyžadujú aktívny kovový atóm, sa nazývajú metaloproteinázy.

Charakteristiky metaloproteináz

- Možno najrozmanitejšia skupina proteázy zo šiestich, ktoré existujú. Proteázy sú klasifikované podľa ich katalytického mechanizmu. Tieto skupiny sú cysteínové proteázy, serín, treonín, kyselina asparágová, kyselina glutámová a metaloproteinázy.

- Všetky metaloproteinázy vyžadujú kovový atóm, aby boli schopné vykonať svoj katalytický rez. Kovy prítomné v metaloproteinázach väčšinou zahŕňajú zinok, ale iné metaloproteinázy používajú kobalt.

- Na vykonanie svojej funkcie musí byť kovový atóm koordinovaný s proteínom. Toto sa uskutočňuje prostredníctvom štyroch kontaktných bodov: tri z nich používajú niektoré z aminokyselín s histidínovým zaťažením, lyzínom, arginínom, glutamátom alebo aspartátom. Štvrtý koordinačný bod je vyrobený z molekuly vody.

Funkcie metaloproteinázy

Najdôležitejšou úlohou metaloproteináz je úloha Regulovať správanie buniek. Dosahuje sa to kontrolou prítomnosti a prítomnosti transkripčných regulátorov, mediátorov reakcie, receptorov, štrukturálnych membránových proteínov a vnútorných organel, atď.

V závislosti od ich degradačného režimu sa proteázy vrátane metaloproteináz klasifikujú ako endoproteázy (metaloendoproteas) alebo exoprotea (metalloexoproteasy).

Prvé degradované proteíny z jedného z koncov proteínu (tj amino alebo karboxil). Endoproteas, naopak, robia škrty vo vnútri proteínu s určitou špecifickosťou.

Modifikácia proteínov

Metaloproteinázy sa môžu podieľať na modifikácii (dozrievanie) niektorých proteínov v posttranslačných procesoch.

Môže sa to vyskytnúť súbežne s alebo po syntéze bieleho proteínu alebo na konečnom mieste, kde sa nachádza na cvičenie jeho funkcie. Toto sa všeobecne dosahuje so segmentáciou obmedzeného počtu aminokyselinových odpadov bielej molekuly.

Môže vám slúžiť: Cladogram

Klasifikácia metaloproteinázy

Medzinárodná únia biochémie a molekulárnej biológie založila systém klasifikácie enzýmov. Tento systém identifikuje enzýmy pomocou písmen EC a systém kódovaného štyrmi číslami.

Prvé vydanie identifikuje enzýmy podľa svojho mechanizmu konania a rozdeľuje ich na šesť veľkých tried.

Druhé číslo ich oddeľuje podľa substrátu, na ktorý konajú. Ďalšie dve čísla robia ešte konkrétnejšie divízie.

Pretože metaloproteinázy katalyzujú hydrolytické reakcie, sú identifikované s číslom EC4, podľa tohto klasifikačného systému. Okrem toho patria do podtriedy 4, v ktorej sú umiestnené všetky hydrolázy, ktoré pôsobia na peptidové väzby.

Metaloproteinázy, ako napríklad ostatné proteinázy, sa dajú klasifikovať podľa miesta polypeptidového reťazca, ktoré útočí.

Exopeptidázové metaloproteinázy

Pôsobia na peptidové väzby terminálnych aminokyselín polypeptidového reťazca. Všetky metaloproteinázy, ktoré majú dva katalytické kovové ióny, sú zahrnuté.

Endopeptidové metaloproteinázy

Pôsobia na akékoľvek peptidové spojenie vo vnútri polypeptidového reťazca, čo vedie k dvom polypeptidovým molekúl s nižšou molekulovou hmotnosťou.

Mnohé z metaloproteináz s jedným iónom katalytického kovu týmto spôsobom pôsobia. Tu sú metaloproteíny Metrix a proteíny Adam.

Metrix metaloproteíny (MMP)

Sú to enzýmy schopné pôsobiť s niektorými zložkami extracelulárnej matrice. Extracelulárna matrica je sada všetkých látok a materiálov, ktoré sú súčasťou tkaniva a ktoré sa nachádzajú na vonkajšej strane buniek.

Sú to veľká enzýmová skupina prítomná vo fyziologických procesoch a zúčastňujú sa na morfologických a funkčných zmenách mnohých tkanív.

Napríklad v kostrových svaloch zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe, prestavbe a regenerácii svalového tkaniva. Pôsobia tiež na rôzne typy kolagénov prítomných v extracelulárnej matrici.

Môže vám slúžiť: Základná tkanina: Čo je, charakteristiky a funkcie

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

Hydrolytické enzýmy, ktoré pôsobia na kolagén typu I, II a III, ktorý je medzi bunkami. Produkt katabolizmu týchto látok je denaturovaný kolagén alebo želatína.

U stavovcov je tento enzým produkovaný rôznymi bunkami, ako sú fibroblasty a makrofágy, ako aj epitelové bunky. Môžu tiež pôsobiť na ďalšie molekuly extracelulárnej matrice.

Židovský (MMP-2, MMP-9)

Prispievať do procesu katabolizmu kolagénov typu I, II a III. Konajú tiež na denaturovanom kolagéne alebo želatíne získanej po pôsobení kolagenáz.

Stromalisíny (MMP-3, MMP-10, MMP-11)

Pôsobia na kolagény typu IV a ďalšie molekuly extracelulárnej matrice spojené s kolagénom. Jeho aktivita na želatíne je obmedzená.

Matrilisíny (MMP-7, MMP-26).

Sú štrukturálne jednoduchšie metaloproteinázy ako zostávajúce. Sú to príbuzné s nádorovými epitelovými bunkami.

Metaloproteázy spojené s membránou (MT-MMP)

Sú súčasťou bazálnych membrán. Zúčastňujú sa na proteolytických aktivitách iných metaloproteináz matrice.

Neprilisín

Neprilisín je metaloproteináza matrice, ktorá má zinok ako katalyzátorový ión. Je zodpovedný za hydrolyzovanie peptidov v amino-terminálnom hydrofóbnom zvyšku.

Tento enzým sa nachádza v mnohých orgánoch, vrátane obličiek, mozgu, pľúc, vaskulárneho hladkého svalstva, ako aj v endotelových, srdcových, krvných, tukových a fibroblastových bunkách.

Neprilisín je nevyhnutný na metabolickú degradáciu vazoaktívnych peptidov. Niektoré z týchto peptidov pôsobia ako vazodilatátory, ale iné majú vazokonstrikčné účinky.

Inhibícia nefrilínu spolu s inhibíciou receptora angiotenzínu sa stala veľmi sľubnou alternatívnou terapiou pri liečbe pacientov, ktorí majú zlyhania srdca.

Ostatné metaloproteíny Metrix

Existujú metaloproteinázy, ktoré nevstupujú do žiadnej z predchádzajúcich kategórií. Príkladom sú MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 a MMP-28.

Proteíny Adam

Adam (disintegrín a metaloproteáza, pre jeho skratku v angličtine) je skupina metaloproteináz, známa ako metaloproteas-deengrinas.

Patria sem enzýmy, ktoré rezajú alebo eliminujú časti proteínu, ktoré sú z bunky vylúčené z membrány tohto.

Môže vám slúžiť: Nemecký šváb: Charakteristiky, reprodukcia, jedlo

Niektorým Adamom, najmä u ľudí, chýba funkčná proteázová doména. Medzi jej hlavné funkcie patrí pôsobenie v spermatogenéze a spermii-subsid. Sú dôležitou súčasťou jedu mnohých hadov.

Účinky

Akákoľvek zmena vo fungovaní metaloproteináz môže mať nežiaduce účinky na zdravie človeka. Okrem toho niektoré ďalšie patologické procesy nejako zahŕňajú účasť tejto dôležitej skupiny enzýmov.

Napríklad metaloproteináza Metrix 2 hrá dôležitú úlohu pri invázii, progresii a metastázovaní rakoviny vrátane rakoviny endometrium. V iných prípadoch je zmena homeostázy MME spojená s artritídou, zápalom a niektorými typmi rakoviny.

Súvisiace patológie

Zistilo sa, že enzýmy rodiny MMP sa zúčastňujú na vývoji rôznych chorôb: koža, vaskulárne dysfunkcie, cirhóza, pľúcny emfyzém, mozgová ischémia, artritída, periodontitída a metastázy rakoviny.

Predpokladá sa, že široká škála foriem, ktoré sa môžu vyskytnúť v matricových metaloproteínoch, môžu uprednostňovať zmenu niekoľkých genetických regulačných mechanizmov, čo vedie k zmene genetického profilu.

Na inhibíciu rozvoja patológií spojených s MMP.

Prírodné inhibítory boli izolované z mnohých morských organizmov vrátane rýb, mäkkýšov, rias a baktérií.

Na druhej strane syntetické inhibítory vo všeobecnosti obsahujú chelalačnú skupinu, ktorá sa viaže na katalytický kovový ión a neaktívny. Získané výsledky však neboli presvedčivé.

Terapeutické použitie

Metaloproteíny Metrix majú niekoľko terapeutických použití:

- Používajú sa na liečbu popálenín, ako aj rôznych typov vredov.

- Tiež na odstránenie jaziev tkanív a uľahčenie procesu regenerácie v transplantách orgánov.

Odkazy

1. Caley, m. P., Martins, V. L. C., O'toole, e. Do. (2015). Metaloproteinázy a hojenie rán. Pokroky v starostlivosti o rany.
2. Löffek, s., Schilling, alebo., Franzke, C.-W. (2011). Biologická úloha matricových metaloproteináz: Kritická rovnováha. Európsky respiračný časopis.
3. Opalińska, m., Jańska, h. (2018). AAA Proteaseses: Guardians of Mithochondril Function a homeostázy. Bunky.