Metaloproteinaze

Metaloproteini so encimi, ki razgradijo beljakovine in potrebujejo kovinski atom za aktiviranje

Kaj so metaloproteinaze?

The Metaloproteinaze, ali metaloproteas, gre za encime, ki razgrajujejo beljakovine in ki zahtevajo prisotnost kovinskega atoma, da imajo aktivnost. Tisti, ki izvajajo vse dejavnosti, ki jih izvaja celica, so encimi.

Vključeni so v številne fiziološke in patološke procese organizma in izpolnjujejo različne regulativne in modulacijske funkcije, kot so celjenje ran, angiogeneza ali metastaze tumorskih celic.

Skupno se ti encimi imenujejo proteini ali proteaze. Skupina proteaz, ki potrebujejo aktivni kovinski atom, imenujemo metaloproteinaze.

Značilnosti metaloproteinaz

- Morda najbolj raznolika skupina proteaze, ki obstaja. Protease so razvrščene po njihovem katalitičnem mehanizmu. Te skupine so cisteinske proteaze, serin, treonin, asparaginska kislina, glutaminska kislina in metaloproteinaze.

- Vse metaloproteinaze zahtevajo kovinski atom, da lahko izvedejo svoj katalitični rez. Kovine, prisotne v metaloproteinazah, večinoma vključujejo cink, vendar druge metaloproteinaze uporabljajo kobalt.

- Da bi izvedli svojo funkcijo, je treba kovinski atom uskladiti na beljakovine. To se naredi skozi štiri kontaktne točke: tri od njih uporabljajo nekatere aminokisline s histidinom, lizinom, argininom, glutamatom ali aspartatom. Četrto koordinacijsko točko daje molekula vode.

Funkcije metaloproteinaze

Najpomembnejša vloga metaloproteinaz je v vlogi Uravnavati vedenje celic. To dosežemo z nadzorom prisotnosti in prisotnosti transkripcijskih regulatorjev, odzivnih mediatorjev, receptorjev, strukturnih membranskih beljakovin in notranjih organelov itd.

Odvisno od njihovega načina razgradnje, se proteaze, vključno z metaloproteinazami, uvrščajo med endoprotea (metaloendoproteas) ali eksoproteas (metalloexproteasas).

Prvi razgradnji beljakovin z enega od koncev beljakovin (to je amino ali karboksil). Endoproteas nasprotno naredijo reze znotraj beljakovin z določeno specifičnostjo.

Sprememba beljakovin

Metaloproteinaze lahko sodelujejo pri spreminjanju (zorenja) nekaterih beljakovin v post-translacijskih procesih.

To se lahko pojavi sočasno s sintezo belega beljakovin ali po njej ali na končnem mestu, kjer prebiva za izvajanje svoje funkcije. To na splošno dosežemo s segmentacijo omejenega števila aminokislinskih odpadkov bele molekule.

Vam lahko služi: kladogram

Klasifikacija metaloproteinaze

Mednarodna unija biokemije in molekularne biologije je vzpostavila sistem klasifikacije encimov. Ta sistem identificira encime s črkami ES in štiričlanskim sistemom.

Prva številka identificira encime glede na njihov mehanizem delovanja in jih deli na šest odličnih razredov.

Druga številka jih loči glede na podlago, na katerem delujejo. Ostala dve številki naredita še bolj specifične delitve.

Ker metaloproteinaze katalizirajo reakcije hidrolize, se v skladu s tem klasifikacijskim sistemom identificirajo s številom EC4. Poleg tega spadajo v podrazred 4, v katerem so vse hidrolaze, ki delujejo na peptidne povezave.

Metaloproteinaze, kot so preostale proteinaze, je mogoče razvrstiti glede na mesto polipeptidne verige, ki napade.

Eksopeptidaze metaloproteinaze

Delujejo na peptidne vezi terminalnih aminokislin polipeptidne verige. Vse metaloproteinaze, ki imajo dva katalitična kovinska iona in nekatere z enim kovinskim ionom, so vključene.

Endopeptidne metaloproteinaze

Delujejo na katero koli peptidno povezavo znotraj polipeptidne verige, kar ima za posledico dve polipeptidni molekuli spodnje molekulske mase.

Številne metaloproteinaze z enim samim katalitičnim kovinskim ionom delujejo na ta način. Tu so metaloproteini Metrix in Adam proteini.

Metaloproteini Metrix (MMP)

So encimi, ki lahko delujejo z nekaterimi komponentami zunajcelične matrice. Zunajcelični matrik je niz vseh snovi in ​​materialov, ki so del tkiva in ki jih najdemo na zunanji strani celic.

So velika encimska skupina, ki je prisotna v fizioloških procesih in sodelujejo pri morfoloških in funkcionalnih spremembah številnih tkiv.

Na primer v skeletnih mišicah igrajo pomembno vlogo pri tvorbi, preoblikovanju in regeneraciji mišičnega tkiva. Delujejo tudi na različne vrste kolagenov, ki so prisotne v zunajcelični matriki.

Vam lahko služi: temeljna tkanina: kaj je, značilnosti in funkcije

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

Hidrolitski encimi, ki delujejo na kolagenu tipa I, II in III, ki so med celicami. Produkt katabolizma teh snovi je denaturiran kolagen ali želatina.

V vretenčarjih ta encim proizvajajo različne celice, kot so fibroblasti in makrofagi, pa tudi epitelijske celice. Delujejo lahko tudi na druge zunajcelične matrične molekule.

Židov (MMP-2, MMP-9)

Prispevajte v procesu katabolizma kolagenov tipa I, II in III. Delujejo tudi na denaturirani kolagen ali želatino, pridobljeno po delovanju kolagenaz.

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

Delujejo na kolageni tipa IV in druge zunajcelične matrične molekule, povezane s kolagenom. Njegova aktivnost na želatini je omejena.

Matrilisini (MMP-7, MMP-26).

So strukturno preprostejša metaloproteinaza kot preostala. So povezani s tumorskimi epitelijskimi celicami.

Metaloprotea, povezana z membrano (MT-MMP)

So del bazalnih membran. Sodelujejo v proteolitičnih aktivnostih drugih metaloproteinaz matrice.

Neprilisin

Neprilisin je metaloproteinaza matrice, ki ima cink kot katalizator. Odgovoren je za hidroliziranje peptidov v amino-terminalnem hidrofobnem ostanku.

Ta encim najdemo v številnih organih, vključno z ledvicami, možgani, pljučnimi, žilnimi gladkimi mišicami, pa tudi v endotelnih, srčnih, krvnih, maščobnih in fibroblastnih celicah.

Neprilisin je ključnega pomena za presnovno razgradnjo vazoaktivnih peptidov. Nekateri od teh peptidov delujejo kot vazodilatatorji, drugi pa imajo učinke vazokonstriktorja.

Inhibicija neprisilina skupaj z inhibicijo angiotenzinskega receptorja je postala zelo obetavna alternativna terapija pri zdravljenju bolnikov, ki imajo srčne neuspehe.

Drugi metaloproteini Metrix

Obstaja nekaj metaloproteinaz, ki ne vstopajo v nobeno od prejšnjih kategorij. Primer so MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 in MMP-28.

Adam proteini

Adam (A razsinija in metaloproteaza, za akronim v angleščini) sta skupina metaloproteinaz, znanih kot metaloproteas-desengrinas.

Sem spadajo encimi, ki režejo ali odpravijo dele beljakovin, ki so iz celice izključeni z membrano.

Vam lahko služi: nemški ščurki: značilnosti, reprodukcija, hrana

Nekateri Adam, zlasti pri ljudeh, nimajo funkcionalne domene proteaze. Med njegovimi glavnimi funkcijami so v spermatogenezi in spermiji. So pomemben sestavni del strupa številnih kač.

Učinki na zdravje

Vsaka sprememba delovanja metaloproteinaz ima lahko neželene učinke na zdravje človeka. Poleg tega nekateri drugi patološki procesi nekako vključujejo sodelovanje te pomembne skupine encimov.

Metaloproteinaza Metrix 2 ima na primer pomembno vlogo pri invaziji raka, napredovanju in metastaz, vključno z rakom endometrija. V drugih primerih je bila sprememba homeostaze MME povezana z artritisom, vnetjem in nekaterimi vrstami raka.

Povezane patologije

Ugotovljeno je bilo, da encimi družine MMP sodelujejo pri razvoju različnih bolezni: kože, vaskularne disfunkcije, ciroze, pljučnega emfizema, cerebralne ishemije, artritisa, parodontitisa in rakavih metastaz.

Verjame se, da lahko najrazličnejše oblike, ki se lahko pojavijo v matričnih metaloproteinih.

Zavirati razvoj patologij, povezanih z MMP.

Naravni zaviralci so bili izolirani iz številnih morskih organizmov, vključno z ribami, mehkužci, algami in bakterijami.

Sintetični zaviralci na drugi strani na splošno vsebujejo kelacijsko skupino, ki se veže na katalitični kovinski ion in neaktiven. Vendar pridobljeni rezultati niso bili dokončni.

Terapevtske uporabe

Metaloproteini Metrix imajo več terapevtskih namenov:

- Uporabljajo se za zdravljenje opeklin, pa tudi različne vrste razjed.

- Tudi za odpravo tkiv brazgotin in olajšanje procesa regeneracije pri presaditvah organov.

Reference

1. Caley, m. Str., Martins, v. L. C., O'Toole, e. Do. (2015). Metaloproteinaze in celjenje ran. Napredek pri negi ran.
2. Löffek, s., Schilling, ali., Franzke, c.-W. (2011). Biološka vloga matričnih metaloproteinaz: kritično ravnovesje. Evropski respiratorni časopis.
3. Opalińska, m., Jańska, h. (2018). AAA Proteases: skrbniki mitohondrijske funkcije in homeostaze. Celice.