Metalloproteïnasen

Metalloproteïnen zijn enzymen die eiwit afbreken en een metalen atoom nodig hebben om te activeren

Wat zijn metalloproteïnasen?

De Metalloproteïnasen, of metalloproteas, het zijn enzymen die eiwitten afbreken en die de aanwezigheid van een metaalatoom vereisen om activiteit te hebben. Degenen die alle activiteiten uitvoeren die door een cel worden uitgevoerd, zijn de enzymen.

Ze zijn betrokken bij tal van fysiologische en pathologische processen van het organisme en vervullen verschillende regulerende en modulerende functies, zoals wondgenezing, angiogenese of tumorcelmetastase.

Gezamenlijk worden deze enzymen eiweten of proteasen genoemd. De groep proteasen die een metaalatoom vereisen om actief te zijn, worden metalloproteïnasen genoemd.

Kenmerken van metalloproteïnasen

- Misschien wel de meest diverse proteasegroep van de zes die bestaan. Proteasen worden geclassificeerd volgens hun katalytische mechanisme. Deze groepen zijn cysteïneproteasen, serine, Treonine, asparaginezuur, glutaminezuur en metalloproteinasen.

- Alle metalloproteïnasen vereisen een metalen atoom om hun katalytische snede uit te voeren. Metalen aanwezig in metalloproteïnasen omvatten meestal zink, maar andere metalloproteïnasen gebruiken kobalt.

- Om zijn functie uit te voeren, moet het metalen atoom worden gecoördineerd op het eiwit. Dit wordt gedaan via vier contactpunten: drie daarvan gebruiken enkele aminozuren met histidinebelasting, lysine, arginine, glutamaat of aspartaat. Het vierde coördinatiepunt wordt gemaakt door een watermolecuul.

Metalloproteinase -functies

De belangrijkste rol van metalloproteïnasen is die van Reguleer celgedrag. Dit wordt bereikt door de aanwezigheid en aanwezigheid van transcriptionele regulatoren, responsmediatoren, receptoren, structurele membraaneiwitten en interne organellen te beheersen, enz.

Afhankelijk van hun afbraakmodus, worden proteasen, inclusief metalloproteïnasen, geclassificeerd als endoproteas (metaloendoproteas) of exoproteas (metalloexoproteasas).

De eerste afgebroken eiwitten van een van de uiteinden van het eiwit (dat wil zeggen amino of carboxil). Endoproteas, integendeel, maken snijwonden in het eiwit met een bepaalde specificiteit.

Eiwitaanpassing

Metalloproteinasen kunnen deelnemen aan de modificatie (rijping) van sommige eiwitten in post-translationele processen.

Dit kan gelijktijdig optreden met of na de synthese van het witte eiwit of op de laatste plaats waar het zich bevindt om zijn functie uit te oefenen. Dit wordt in het algemeen bereikt met de segmentatie van een beperkt aantal aminozuurafval van het witte molecuul.

Kan u van dienst zijn: Cladogram

Metalloproteinase -classificatie

De International Union of Biochemistry and Molecular Biology heeft een enzymclassificatiesysteem opgericht. Dit systeem identificeert enzymen door EC -letters en een gecodeerd systeem met vier nummer.

Het eerste nummer identificeert enzymen volgens hun werkingsmechanisme en verdeelt ze in zes geweldige klassen.

Het tweede nummer scheidt ze volgens het substraat waarop ze handelen. De andere twee nummers maken nog meer specifieke afdelingen.

Omdat metalloproteïnasen hydrolysereacties katalyseren, worden volgens dit classificatiesysteem geïdentificeerd met nummer EC4. Bovendien behoren ze tot subklasse 4, waarin alle hydrolasen zijn die werken op peptidekoppelingen.

Metalloproteinasen, zoals de rest van proteïnasen, kunnen worden geclassificeerd volgens de plaats van de polypeptideketen die aanvalt.

Exopeptidase metalloproteinasen

Ze werken op de peptidebindingen van de terminale aminozuren van de polypeptideketen. Alle metalloproteïnasen met twee katalytische metaalionen en sommige met een enkel metalen ion zijn inbegrepen.

Endopeptide metalloproteinasen

Ze werken op elk peptidekop in de polypeptideketen, wat resulteert in twee polypeptidemoleculen van lager molecuulgewicht.

Veel van de metalloproteïnasen met een enkele katalytische metaalion werken op deze manier. Hier zijn de Metrix metalloproteïnen en Adam -eiwitten.

Metrix metalloproteïnen (MMP)

Het zijn enzymen die kunnen werken met enkele componenten van de extracellulaire matrix. De extracellulaire matrix is ​​de set van alle stoffen en materialen die deel uitmaken van een weefsel en die aan de buitenkant van de cellen worden gevonden.

Ze zijn een grote enzymgroep die aanwezig is in de fysiologische processen en nemen deel aan morfologische en functionele veranderingen van vele weefsels.

In skeletspieren spelen ze bijvoorbeeld een belangrijke rol bij de vorming, remodellering en regeneratie van spierweefsel. Ze werken ook op de verschillende soorten collagenen die aanwezig zijn in de extracellulaire matrix.

Kan u van dienst zijn: Fundamentele stof: wat is, kenmerken en functies

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

Hydrolytische enzymen die werken op het collageen van type I, II en III dat tussen de cellen ligt. Product van het katabolisme van deze stoffen is de gedenatureerde collageen of gelatine.

In gewervelde dieren wordt dit enzym geproduceerd door verschillende cellen, zoals fibroblasten en macrofagen, evenals epitheelcellen. Ze kunnen ook werken op andere extracellulaire matrixmoleculen.

Joods (MMP-2, MMP-9)

Draag bij aan het katabolismeproces van type I collagenen, II en III. Ze werken ook op de gedenatureerde collageen of gelatine verkregen na de werking van de collagenasen.

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

Ze werken op type IV collagenen en andere extracellulaire matrixmoleculen geassocieerd met collageen. De activiteit op de gelatine is beperkt.

Matrilisins (MMP-7, MMP-26).

Zijn structureel eenvoudiger metalloproteinase dan het resterende. Ze zijn gerelateerd aan tumorepitheelcellen.

Metalloproteas geassocieerd met het membraan (MT-MMP)

Maken deel uit van de basale membranen. Ze nemen deel aan de proteolytische activiteiten van andere metalloproteinasen van de matrix.

Neprilisine

Neprilisin is een metalloproteinase van de matrix die zink heeft als katalysatorion. Het is verantwoordelijk voor het hydrolyseren van peptiden in het amino-terminale hydrofobe residu.

Dit enzym wordt gevonden in tal van organen, waaronder nier, hersenen, long, vasculaire gladde spier, evenals in endotheliaal, hart-, bloed-, vet- en fibroblastcellen.

Neprilisine is essentieel voor metabole afbraak van vasoactieve peptiden. Sommige van deze peptiden werken als vaatverwijders, maar anderen hebben vasoconstrictor -effecten.

Neprisiline -remming, samen met de remming van de angiotensinereceptor, is een veelbelovende alternatieve therapie geworden bij de behandeling van patiënten die hartfalen hebben.

Andere Metrix metalloproteïnen

Er zijn enkele metalloproteïnasen die geen van de vorige categorieën aangaan. Voorbeeld van hen zijn de MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 en MMP-28.

Adam -eiwitten

De Adam (een dispintegrine en metalloprotease, voor zijn acroniem in het Engels) zijn een groep metalloproteïnasen, bekend als metalloproteas-deengrinas.

Deze omvatten enzymen die delen van eiwitten snijden of elimineren die door het membraan hiervan van de cel zijn uitgesloten.

Kan u van dienst zijn: Duitse kakkerlak: kenmerken, reproductie, voedsel

Sommige Adam, vooral bij mensen, missen een functioneel proteasedomein. Onder de belangrijkste functies werken in spermatogenese en sperma-subsid. Ze zijn een belangrijk onderdeel van het gif van veel slangen.

Gezondheidseffecten

Elke wijziging bij het functioneren van metalloproteïnasen kan ongewenste effecten hebben op de gezondheid van de mens. Bovendien omvatten sommige andere pathologische processen op de een of andere manier de deelname van deze belangrijke groep enzymen.

Metrix 2 metalloproteinase speelt bijvoorbeeld een belangrijke rol bij kankerinvasie, progressie en metastase, inclusief endometriumkanker. In andere gevallen is de verandering van de homeostase van MME gerelateerd aan artritis, ontsteking en sommige soorten kanker.

Bijbehorende pathologieën

Er is vastgesteld dat de enzymen van de MMP -familie deelnemen aan de ontwikkeling van verschillende ziekten: huid, vasculaire disfuncties, cirrose, long emfyseem, cerebrale ischemie, artritis, parodontitis en kankermetastasen, onder anderen, onder anderen.

Er wordt aangenomen dat de grote verscheidenheid aan vormen die kunnen optreden in matrixmetalloproteïnen de voorkeur kunnen geven aan de verandering van verschillende genetische regulatiemechanismen, wat leidt tot een verandering in het genetische profiel.

Om de ontwikkeling van pathologieën geassocieerd met MMP te remmen.

Natuurlijke remmers zijn geïsoleerd uit tal van mariene organismen, waaronder vissen, weekdieren, algen en bacteriën.

Synthetische remmers bevatten daarentegen in het algemeen een chelerende groep die bindt aan het katalytische metaalion en het inactieve. De verkregen resultaten zijn echter niet overtuigend geweest.

Therapeutisch gebruik

Metrix metalloproteïnen hebben verschillende therapeutische toepassingen:

- Ze worden gebruikt om brandwonden te behandelen, evenals verschillende soorten zweren.

- Ook om littekens weefsels te elimineren en het regeneratieproces in orgaantransplantaties te vergemakkelijken.

Referenties

1. Caley, m. P., Martins, v. L. C., O'toole, e. NAAR. (2015). Metalloproteinasen en wondgenezing. Vooruitgang in wondzorg.
2. Löffek, s., Schilling, of., Franzke, c.-W. (2011). Biologische rol van matrix metalloproteïnasen: een kritische balans. European Respiratory Journal.
3. Opalińska, m., Jańska, h. (2018). AAA Proteaseses: Guardians of Mithochondrial Function en Homeostase. Cellen.