Metalloproteinasen

Metalloproteine ​​sind Enzyme, die das Protein abbauen und ein metallisches Atom benötigen, um sie zu aktivieren

Was sind Metalloproteinasen?

Der Metalloproteinasen, oder Metalloproteas, sie sind Enzyme, die Proteine ​​beeinträchtigen und das Vorhandensein eines metallischen Atoms erfordern, um Aktivität zu haben. Diejenigen, die alle von einer Zelle durchgeführten Aktivitäten ausführen, sind die Enzyme.

Sie sind an zahlreichen physiologischen und pathologischen Prozessen des Organismus beteiligt und erfüllen verschiedene regulatorische und modulierende Funktionen wie Wundheilung, Angiogenese oder Tumorzellmetastasierung.

Zusammen werden diese Enzyme als Proteinas oder Proteasen bezeichnet. Die Gruppe von Proteasen, für die ein metallisches Atom aktiv ist, wird als Metalloproteinasen bezeichnet.

Eigenschaften von Metalloproteinasen

- Vielleicht die vielfältigste Protease -Gruppe der sechs, die existieren. Proteasen werden nach ihrem katalytischen Mechanismus klassifiziert. Diese Gruppen sind Cysteinproteasen, Serin, Treonin, Asparaginsäure, Glutaminsäure und Metalloproteinasen.

- Alle Metalloproteinasen erfordern ein metallisches Atom, um ihren katalytischen Schnitt auszuführen. In Metalloproteinasen vorhandene Metalle umfassen hauptsächlich Zink, aber andere Metalloproteinasen verwenden Cobalt.

- Um seine Funktion auszuführen, muss das metallische Atom am Protein koordiniert werden. Dies geschieht durch vier Kontaktpunkte: Drei von ihnen verwenden einige der Aminosäuren mit Histidinlast, Lysin, Arginin, Glutamat oder Aspartat. Der vierte Koordinierungspunkt wird von einem Wassermolekül hergestellt.

Metalloproteinase -Funktionen

Die wichtigste Rolle von Metalloproteinasen ist die von Zellverhalten regulieren. Dies wird erreicht, indem das Vorhandensein und Vorhandensein von Transkriptionsregulatoren, Reaktionsmediatoren, Rezeptoren, Strukturmembranproteinen und innere Organellen usw. kontrolliert wird.

Abhängig von ihrem Abbaumodus werden Proteasen, einschließlich Metalloproteinasen, als Endoproteas (Metaloendoproteas) oder Exoproteas (metalloexoproteasas) klassifiziert.

Die ersten abbauten Proteine ​​von einem der Enden des Proteins (dh Amino oder Carboxil). Endoproteas im Gegenteil, machen Schnitte im Protein mit einer bestimmten Spezifität.

Proteinmodifikation

Metalloproteinasen können an der Modifikation (Reifung) einiger Proteine ​​in posttranslationalen Prozessen teilnehmen.

Dies kann mit oder danach eingehen. Dies wird im Allgemeinen mit der Segmentierung einer begrenzten Anzahl von Aminosäureabfällen des weißen Moleküls erreicht.

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Metalloproteinase -Klassifizierung

Die Internationale Union für Biochemie und molekulare Biologie hat ein Enzymklassifizierungssystem etabliert. Dieses System identifiziert Enzyme durch EC -Buchstaben und ein vier -beliebiger kodierter System.

Die erste Ausgabe identifiziert Enzyme nach ihrem Wirkmechanismus und unterteilt sie in sechs große Klassen.

Die zweite Zahl trennt sie nach dem Substrat, auf dem sie handeln. Die beiden anderen Zahlen machen noch spezifischer Abteilungen.

Da Metalloproteinasen hydrolysereaktionen katalysieren, werden gemäß diesem Klassifizierungssystem mit der Zahl EC4 identifiziert. Zusätzlich gehören sie zu Unterklasse 4, in der alle Hydrolasen untergebracht sind, die auf Peptidverbindungen wirken.

Metalloproteinasen wie die übrigen Proteinasen können nach dem Ort der Polypeptidkette klassifiziert werden, die angreift.

Exopeptidase -Metalloproteinasen

Sie wirken auf die Peptidbindungen der terminalen Aminosäuren der Polypeptidkette. Alle Metalloproteinasen mit zwei katalytischen Metallionen und einige mit einem einzigen metallischen Ion sind enthalten.

Endopeptid -Metalloproteinasen

Sie wirken auf jede Peptidverbindung innerhalb der Polypeptidkette, was zu zwei Polypeptidmolekülen mit niedrigerem Molekulargewicht führt.

Viele der Metalloproteinasen mit einem einzelnen katalytischen Metallionen wirken auf diese Weise. Hier sind die Metalloproteine ​​und Adam -Proteine.

Metalloproteine ​​(MMP)

Sie sind Enzyme, die mit einigen Komponenten der extrazellulären Matrix wirken können. Die extrazelluläre Matrix ist die Menge aller Substanzen und Materialien, die Teil eines Gewebes sind und die an der Außenseite der Zellen gefunden werden.

Sie sind eine große Enzymgruppe, die in den physiologischen Prozessen vorhanden ist, und nehmen an morphologischen und funktionellen Veränderungen vieler Gewebe teil.

In Skelettmuskeln spielen sie beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Bildung, Umgestaltung und Regeneration von Muskelgewebe. Sie wirken auch auf die verschiedenen Arten von Kollagenen, die in der extrazellulären Matrix vorhanden sind.

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

Hydrolytische Enzyme, die auf das Kollagen von Typ I, II und III wirken, der zwischen den Zellen liegt. Produkt des Katabolismus dieser Substanzen ist das dematurierte Kollagen oder Gelatine.

Bei Wirbeltieren wird dieses Enzym von verschiedenen Zellen wie Fibroblasten und Makrophagen sowie Epithelzellen produziert. Sie können auch auf andere extrazelluläre Matrixmoleküle wirken.

Jüdisch (MMP-2, MMP-9)

Tragen Sie zum Katabolismusprozess vom Typ I -Kollagens II und III bei. Sie reagieren auch auf das dematurierte Kollagen oder Gelatine, die nach der Wirkung der Kollagenasen erhalten wurden.

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

Sie wirken auf Typ -IV -Kollagene und andere extrazelluläre Matrixmoleküle, die mit Kollagen verbunden sind. Die Aktivität auf der Gelatine ist begrenzt.

Matrilisins (MMP-7, MMP-26).

Sind strukturell einfacher metalloproteinase als die verbleibend. Sie sind mit Tumor -Epithelzellen verwandt.

Metalloproteas assoziiert mit der Membran (MT-MMP)

Sind Teil der Basalmembranen. Sie nehmen an den proteolytischen Aktivitäten anderer Metalloproteinasen der Matrix teil.

Neprilisin

Neprilisin ist eine Metalloproteinase der Matrix mit Zink als Katalysator -Ion. Es ist verantwortlich für die Hydrolysierung von Peptiden im amino-terminalen hydrophoben Rückstand.

Dieses Enzym findet sich in zahlreichen Organen, einschließlich Nieren-, Gehirn-, Lungen-, Gefäßmuskel -Muskel sowie in Endothel-, Herz-, Blut-, Fett- und Fibroblastenzellen.

Neprilisin ist für den metabolischen Abbau von vasoaktiven Peptiden von wesentlicher Bedeutung. Einige dieser Peptide wirken als Vasodilatatoren, andere haben Vasokonstriktoreffekte.

Die Hemmung der Neprilin -Hemmung zusammen mit der Hemmung des Angiotensin -Rezeptors ist zu einer sehr vielversprechenden alternativen Therapie bei der Behandlung von Patienten mit Herzfehlern geworden.

Andere Metalloproteine ​​von METRIX

Es gibt einige Metalloproteinasen, die in keiner der vorherigen Kategorien eingehen. Beispiel dafür sind die MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 und MMP-28.

Adam Proteine

Der Adam (ein Dissintegrin und Metallopotease für sein Akronym in englischer Sprache) sind eine Gruppe von Metalloproteinasen, die als Metalloproteas-Desengrinas bekannt sind.

Dazu gehören Enzyme, die Teile des Proteins schneiden oder eliminieren, die durch die Membran davon aus der Zelle ausgeschlossen sind.

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Einige Adam, insbesondere beim Menschen, fehlen eine funktionelle Proteasedomäne. Zu seinen Hauptfunktionen gehören Spermatogenese und Spermien-Subsid. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Giftes vieler Schlangen.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Jede Veränderung bei der Funktionsweise von Metalloproteinasen kann unerwünschte Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen haben. Darüber hinaus beinhalten einige andere pathologische Prozesse irgendwie die Teilnahme dieser wichtigen Gruppe von Enzymen.

METRIX 2 Metalloproteinase spielt beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Krebsinvasion, Progression und Metastasierung, einschließlich Endometriumkrebs. In anderen Fällen war die Veränderung der Homöostase von MME mit Arthritis, Entzündung und einigen Arten von Krebs verbunden.

Assoziierte Pathologien

Es wurde festgestellt, dass die Enzyme der MMP -Familie an der Entwicklung verschiedener Krankheiten teilnehmen.

Es wird angenommen, dass die Vielzahl von Formen, die in Matrix -Metalloproteinen auftreten können.

Um die Entwicklung von Pathologien im Zusammenhang mit MMP zu hemmen.

Natürliche Inhibitoren wurden aus zahlreichen Meeresorganismen isoliert, darunter Fische, Mollusken, Algen und Bakterien.

Synthetische Inhibitoren hingegen enthalten im Allgemeinen eine Chelatgruppe, die an das katalytische Metallion und das Inaktive bindet. Die erhaltenen Ergebnisse waren jedoch nicht schlüssig.

Therapeutische Anwendungen

METRIX -Metalloproteine ​​haben mehrere therapeutische Verwendungen:

- Sie werden verwendet, um Verbrennungen sowie verschiedene Arten von Geschwüren zu behandeln.

- Auch um Narbengewebe zu beseitigen und den Regenerationsprozess bei Organtransplantationen zu erleichtern.

Verweise

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