Калликреин

Калликреины — подгруппа сериновых протеаз , ферментов, способных расщеплять пептидные связи в белках. У людей плазменный калликреин (кодируемый KLKB1 геном ) не имеет известного аналога , тогда как тканевые калликреин-родственные пептидазы ( KLK ) кодируют семейство из пятнадцати близкородственных сериновых протеаз. Эти гены локализованы на хромосоме 19q 13, образуя самый большой непрерывный кластер протеаз в геноме человека. Калликреины отвечают за координацию различных физиологических функций, включая кровяное давление , разжижение спермы и шелушение кожи .

возникновение

В 1934 году Ойген Верле сообщил об обнаружении вещества в поджелудочной железе человека и различных животных в таких больших количествах, что поджелудочную железу можно было принять за место его происхождения. Он назвал его калликреином, от греческого слова «поджелудочная железа». С тех пор подобные ферменты были обнаружены в биологических жидкостях человека и других млекопитающих, а также в ядах некоторых змей. ^{[ 1 ]}

Яд

Гусеница, известная как Lagoa Crispata, содержит ядовитые железы, прикрепленные к подкожным шипам, которые производят и впрыскивают яд, который по своей природе характеризуется как калликреин. ^{[ 2 ]}

Яд соленодонов и некоторых землероек, таких как северная короткохвостая бурозубка, состоит из множества копий сериновых протеаз калликреина 1 ( KLK1 ). ^{[ 3 ]} KLK1 очень похожи на сериновую протеазу, обнаруженную у ядовитых змей, таких как гадюки, и произошли параллельно от общего предшественника токсина, ^{[ 4 ]} которые вызывают гипотензивный эффект in vivo . ^{[ 5 ]}

Плазменный калликреин

Ген KLKB1 , кодирующий калликреин плазмы, расположен на хромосоме 4q 34–35. Он синтезируется в виде неактивного предшественника прекалликреина , который должен подвергнуться протеолитическому процессингу, чтобы активироваться. Этому способствуют фактор XII , PRCP или другие стимулы. ^{[ нужна ссылка ]}

Плазменный калликреин высвобождает кинины ( брадикинин и каллидин ) из кининогенов . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} пептиды, ответственные за регуляцию артериального давления и активацию воспаления. Он также способен генерировать плазмин из плазминогена :

Фибринолиз (упрощенно). Синие стрелки обозначают стимуляцию, красные — торможение.

Структура

Калликреин гомологичен фактору XI и состоит из четырех яблочных доменов и одного сериновой протеазы . домена ^{[ нужна ссылка ]}

Тканевый калликреин

В отличие от калликреина плазмы, тканевые калликреины (КЛК) экспрессируются по всему организму человека и выполняют различные физиологические роли. Поскольку некоторые калликреины способны катализировать активацию других калликреинов, несколько каскадов с участием этих протеаз участвуют в регуляции гомеостатических функций. ^{[ нужна ссылка ]}

Функция

Подобно KLKB1, три тканевых калликреина KLK1 , KLK2 и KLK12 также участвуют в регуляции артериального давления посредством активации брадикинина. ^{[ 8 ]} KLK2, KLK3 , KLK4 , KLK5 и KLK14 экспрессируются в предстательной железе и, как полагают, отвечают за регулирование разжижения спермы посредством гидролиза семеногелина . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Десквамация кожи, вероятно, контролируется KLK5, KLK7 и KLK14, которые экспрессируются в самом внешнем слое эпидермиса и расщепляют белки клеточной адгезии. ^{[ 11 ]} Кроме того, KLK6 и KLK8 связаны с пластичностью нейронов в центральной нервной системе. ^{[ 12 ]}

Гены

Известно 15 тканевых калликреинов человека: , КЛК2 , КЛК3 , КЛК4 , КЛК5 , КЛК6 , КЛК7 , КЛК8 , КЛК9 , КЛК10 , КЛК11 , КЛК12 , , КЛК13 , КЛК14 КЛК1 КЛК15 . ^{[ нужна ссылка ]}

Клиническое значение

Связанные с калликреином пептидазы являются объектом активных исследований исследователей лекарств в качестве возможных биомаркеров рака. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Простатический специфический антиген (PSA; hk3, ген 3 человеческого калликреина) и железистый калликреин человека (hK2) используются в качестве опухолевых маркеров рака простаты. ^{[ нужна ссылка ]}

Экаллантид , ланаделумаб и беротральстат являются одобренными FDA препаратами, которые ингибируют калликреин и могут использоваться для лечения наследственного ангионевротического отека .

См. также

Ссылки

^ Распи Г (сентябрь 1996 г.). «Калликреин и калликреин-подобные протеиназы: очистка и определение хроматографическими и электрофоретическими методами». Журнал хроматографии. Б. Биомедицинские применения . 684 (1–2): 265–287. дои : 10.1016/0378-4347(96)00144-2 . ПМИД 8906477 .
^ Ламдин Дж.М., Хауэлл Д.Э., Кокан К.М., Мерфи Д.Р., Арнольд Д.С., Фентон А.В. и др. (сентябрь 2000 г.). «Структура ядовитых волос, яд и жизненный цикл Lagoa Crispatata, гусеницы-киски из Оклахомы». Токсикон . 38 (9): 1163–1189. дои : 10.1016/s0041-0101(99)00195-6 . ПМИД 10736472 .
^ Кейсуэлл Н.Р., Петрас Д., Кард Д.С., Суранс В., Мичайлив А.М., Ричардс Д. и др. (декабрь 2019 г.). «Геном соленодона демонстрирует конвергентную эволюцию яда эвлипотифлановых млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (51): 25745–25755. Бибкод : 2019PNAS..11625745C . дои : 10.1073/pnas.1906117116 . ПМК 6926037 . ПМИД 31772017 .
^ Баруа А., Колударов И., Михеев А.С. (декабрь 2021 г.). «Сочетание одного и того же семейства предковых генов привело к появлению токсинов млекопитающих и рептилий» . БМК Биология . 19 (1): 268. дои : 10.1186/s12915-021-01191-1 . ПМК 8705180 . ПМИД 34949191 .
^ Кита М., Окумура Ю., Одачи С.Д., Оба Ю., Ёсикуни М., Накамура Ю. и др. (февраль 2005 г.). «Очистка и характеристика блариназина, новой тканевой калликреинподобной протеазы короткохвостой бурозубки Blarina brevicauda: сравнительные исследования с токсином бларина». Биологическая химия . 386 (2): 177–182. дои : 10.1515/BC.2005.022 . hdl : 2115/7398 . ПМИД 15843162 . S2CID 2884850 .
^ Бхула К.Д., Фигероа К.Д., Уорти К. (март 1992 г.). «Биорегуляция кининов: калликреины, кининогены и кининазы» . Фармакологические обзоры . 44 (1): 1–80. ПМИД 1313585 .
^ Стефан Офферманнс; Уолтер Розенталь (2008). Энциклопедия молекулярной фармакологии . Спрингер. стр. 673–. ISBN 978-3-540-38916-3 . Проверено 11 декабря 2010 г.
^ Джусти Б., Серрати С., Маргери Ф., Папуччи Л., Росси Л., Поджи Ф. и др. (ноябрь 2005 г.). «Антиангиогенный тканевой калликреиновый паттерн эндотелиальных клеток при системной склеродермии» . Артрит и ревматизм . 52 (11): 3618–3628. дои : 10.1002/арт.21383 . ПМИД 16255054 .
^ Майкл И.П., Пампалакис Г., Миколайчик С.Д., Мальм Дж., Сотиропулу Г., Диамандис Э.П. (май 2006 г.). «Калликреин 5 тканей человека является участником протеолитического каскадного пути, участвующего в разжижении семенных сгустков и потенциально в прогрессировании рака простаты» . Журнал биологической химии . 281 (18): 12743–12750. дои : 10.1074/jbc.M600326200 . ПМИД 16517595 .
^ Эмами Н., Диамандис Е.П. (февраль 2008 г.). «Человеческая калликреин-родственная пептидаза 14 (KLK14) является новым активирующим компонентом протеолитического каскада KLK. Возможна функция в семенной плазме и коже» . Журнал биологической химии . 283 (6): 3031–3041. дои : 10.1074/jbc.M707253200 . ПМИД 18056261 .
^ Оваре П., Липпенс С., Ванденабиле П., Деклерк В. (сентябрь 2009 г.). «Новая роль каскадов сериновых протеаз в эпидермисе». Тенденции биохимических наук . 34 (9): 453–463. дои : 10.1016/j.tibs.2009.08.001 . ПМИД 19726197 .
^ Тамура Х., Исикава Ю., Хино Н., Маэда М., Ёсида С., Каку С., Сиосака С. (февраль 2006 г.). «Нейропсин необходим для ранних процессов приобретения памяти и долгосрочной сопутствующей потенциации Шаффера в гиппокампе взрослых мышей in vivo» . Журнал физиологии . 570 (Часть 3): 541–551. дои : 10.1113/jphysicalol.2005.098715 . ПМЦ 1479887 . ПМИД 16308352 .
^ Боргоньо, Калифорния, Диамандис EP (ноябрь 2004 г.). «Новая роль калликреинов тканей человека при раке». Обзоры природы. Рак . 4 (11): 876–890. дои : 10.1038/nrc1474 . ПМИД 15516960 . S2CID 382797 .
^ Диамандис Э.П., Юсеф Г.М. (август 2002 г.). «Калликреины тканей человека: семейство новых биомаркеров рака» . Клиническая химия . 48 (8): 1198–1205. дои : 10.1093/клинчем/48.8.1198 . ПМИД 12142373 .

Внешние ссылки

Онлайн-база данных MEROPS Архивировано по пептидазам и их ингибиторам: S01.212. 27 мая 2020 г. на Wayback Machine.
Калликрейнс в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[1] Распи Г (сентябрь 1996 г.). «Калликреин и калликреин-подобные протеиназы: очистка и определение хроматографическими и электрофоретическими методами». Журнал хроматографии. Б. Биомедицинские применения . 684 (1–2): 265–287. дои : 10.1016/0378-4347(96)00144-2 . ПМИД 8906477 .

[2] Ламдин Дж.М., Хауэлл Д.Э., Кокан К.М., Мерфи Д.Р., Арнольд Д.С., Фентон А.В. и др. (сентябрь 2000 г.). «Структура ядовитых волос, яд и жизненный цикл Lagoa Crispatata, гусеницы-киски из Оклахомы». Токсикон . 38 (9): 1163–1189. дои : 10.1016/s0041-0101(99)00195-6 . ПМИД 10736472 .

[3] Кейсуэлл Н.Р., Петрас Д., Кард Д.С., Суранс В., Мичайлив А.М., Ричардс Д. и др. (декабрь 2019 г.). «Геном соленодона демонстрирует конвергентную эволюцию яда эвлипотифлановых млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (51): 25745–25755. Бибкод : 2019PNAS..11625745C . дои : 10.1073/pnas.1906117116 . ПМК 6926037 . ПМИД 31772017 .

[4] Баруа А., Колударов И., Михеев А.С. (декабрь 2021 г.). «Сочетание одного и того же семейства предковых генов привело к появлению токсинов млекопитающих и рептилий» . БМК Биология . 19 (1): 268. дои : 10.1186/s12915-021-01191-1 . ПМК 8705180 . ПМИД 34949191 .

[5] Кита М., Окумура Ю., Одачи С.Д., Оба Ю., Ёсикуни М., Накамура Ю. и др. (февраль 2005 г.). «Очистка и характеристика блариназина, новой тканевой калликреинподобной протеазы короткохвостой бурозубки Blarina brevicauda: сравнительные исследования с токсином бларина». Биологическая химия . 386 (2): 177–182. дои : 10.1515/BC.2005.022 . hdl : 2115/7398 . ПМИД 15843162 . S2CID 2884850 .

[6] Бхула К.Д., Фигероа К.Д., Уорти К. (март 1992 г.). «Биорегуляция кининов: калликреины, кининогены и кининазы» . Фармакологические обзоры . 44 (1): 1–80. ПМИД 1313585 .

[OffermannsRosenthal2008-7] Стефан Офферманнс; Уолтер Розенталь (2008). Энциклопедия молекулярной фармакологии . Спрингер. стр. 673–. ISBN 978-3-540-38916-3 . Проверено 11 декабря 2010 г.

[pmid16255054-8] Джусти Б., Серрати С., Маргери Ф., Папуччи Л., Росси Л., Поджи Ф. и др. (ноябрь 2005 г.). «Антиангиогенный тканевой калликреиновый паттерн эндотелиальных клеток при системной склеродермии» . Артрит и ревматизм . 52 (11): 3618–3628. дои : 10.1002/арт.21383 . ПМИД 16255054 .

[pmid16517595-9] Майкл И.П., Пампалакис Г., Миколайчик С.Д., Мальм Дж., Сотиропулу Г., Диамандис Э.П. (май 2006 г.). «Калликреин 5 тканей человека является участником протеолитического каскадного пути, участвующего в разжижении семенных сгустков и потенциально в прогрессировании рака простаты» . Журнал биологической химии . 281 (18): 12743–12750. дои : 10.1074/jbc.M600326200 . ПМИД 16517595 .

[pmid18056261-10] Эмами Н., Диамандис Е.П. (февраль 2008 г.). «Человеческая калликреин-родственная пептидаза 14 (KLK14) является новым активирующим компонентом протеолитического каскада KLK. Возможна функция в семенной плазме и коже» . Журнал биологической химии . 283 (6): 3031–3041. дои : 10.1074/jbc.M707253200 . ПМИД 18056261 .

[pmid19726197-11] Оваре П., Липпенс С., Ванденабиле П., Деклерк В. (сентябрь 2009 г.). «Новая роль каскадов сериновых протеаз в эпидермисе». Тенденции биохимических наук . 34 (9): 453–463. дои : 10.1016/j.tibs.2009.08.001 . ПМИД 19726197 .

[pmid16308352-12] Тамура Х., Исикава Ю., Хино Н., Маэда М., Ёсида С., Каку С., Сиосака С. (февраль 2006 г.). «Нейропсин необходим для ранних процессов приобретения памяти и долгосрочной сопутствующей потенциации Шаффера в гиппокампе взрослых мышей in vivo» . Журнал физиологии . 570 (Часть 3): 541–551. дои : 10.1113/jphysicalol.2005.098715 . ПМЦ 1479887 . ПМИД 16308352 .

[13] Боргоньо, Калифорния, Диамандис EP (ноябрь 2004 г.). «Новая роль калликреинов тканей человека при раке». Обзоры природы. Рак . 4 (11): 876–890. дои : 10.1038/nrc1474 . ПМИД 15516960 . S2CID 382797 .

[14] Диамандис Э.П., Юсеф Г.М. (август 2002 г.). «Калликреины тканей человека: семейство новых биомаркеров рака» . Клиническая химия . 48 (8): 1198–1205. дои : 10.1093/клинчем/48.8.1198 . ПМИД 12142373 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

v т и Эндопептидазы : сериновые протеазы/сериновые эндопептидазы ( EC 3.4.21 ).
Digestive enzymes	Enteropeptidase Trypsin Chymotrypsin Elastase Neutrophil Pancreatic
Coagulation	factors: Thrombin Factor VIIa Factor IXa Factor Xa Factor XIa Factor XIIa Kallikrein PSA KLK1 KLK2 KLK3 KLK4 KLK5 KLK6 KLK7 KLK8 KLK9 KLK10 KLK11 KLK12 KLK13 KLK14 KLK15 fibrinolysis: Plasmin Plasminogen activator Tissue plasminogen activator Urinary plasminogen activator
Complement system	Factor B Factor D Factor I MASP MASP1 MASP2 C3-convertase
Other immune system	Chymase Granzyme Tryptase Proteinase 3/Myeloblastin
Venombin	Ancrod Batroxobin
Other	Acrosin Prolyl endopeptidase Pronase Proprotein convertases 1 2 Prostasin Reelin Subtilisin/Furin/S1P4 Sedolisin/TPP1 Streptokinase Cathepsin A G

v т и Ферменты
Activity	Active site Binding site Catalytic triad Oxyanion hole Enzyme promiscuity Diffusion-limited enzyme Cofactor Enzyme catalysis
Regulation	Allosteric regulation Cooperativity Enzyme inhibitor Enzyme activator
Classification	EC number Enzyme superfamily Enzyme family List of enzymes
Kinetics	Enzyme kinetics Eadie–Hofstee diagram Hanes–Woolf plot Lineweaver–Burk plot Michaelis–Menten kinetics
Types	EC1 Oxidoreductases (list) EC2 Transferases (list) EC3 Hydrolases (list) EC4 Lyases (list) EC5 Isomerases (list) EC6 Ligases (list) EC7 Translocases (list)