Желатиназа
Желатиназы представляют собой ферменты, способные разлагать желатин посредством гидролиза , играя важную роль в деградации внеклеточного матрикса и ремоделирования тканей . Желатиназы представляют собой тип матричной металлопротеиназы (MMP), семейство ферментов, которые зависят от цинка как кофактора и могут разбить части внеклеточного матрикса . [ 1 ] MMP имеют несколько подгрупп, включая желатиназу A ( MMP-2 ) и желатиназу B ( MMP-9 ). Желатиназы присваиваются различными числами ферментов : желатиназа А используется 3.4.24.24, а желатиназа B использует 3.4.24.35, в которой первые три числа одинаковы. Первая цифра, 3, - это класс. Ферменты класса 3 представляют собой гидролазы , ферменты, которые катализируют реакции гидролиза, то есть они расщепляют связи в присутствии воды. Следующая цифра представляет собой подкласс 4 или протеазы , которые являются ферментами, которые гидролизуются пептидные связи в белках. Следующее число-это подключение 24, который состоит из металлуендопептидаз , которые содержат ионы металлов в их активных участках, в данном случае цинк, которые помогают расщеплять пептидные связи. Последняя часть номера ЕС-это серийный номер, определяющий специфические ферменты в подводном классе. 24 представляет желатиназу А, которая представляет собой металлопротеиназу, которая разрушает желатин и коллаген, в то время как 35 представляет желатиназу В, которая гидролизует пептидные связи. [ 2 ]
Применение желатиназы у видов
[ редактировать ]Желатиназные ферменты можно найти в ряде эукариот , включая млекопитающих и птиц; Бактерии, включая Pseudomonas aeruginosa и serratia marcescens ) и грибы , но могут иметь различия между видами на основе идентификации и функции типа желатиназы. У людей экспрессируемые желатиназы представляют собой матричные металлопротеиназы MMP2 и MMP9 . [ 3 ] Кроме того, было доказано, что желатиназы A (MMP2) и B (MMP9) помогают в разработке новых кровеносных сосудов в роговицах крыс и кроликов при повреждении роговицы. Раны роговицы в этих грызунах могут привести к большей экспрессии и активности фермента. Желатиназа помогает ремоделировать поврежденный внеклеточный матрикс (EMC) путем удаления поврежденных матричных белков (MMP-9), давая ангиогенный ответ или образование новых кровеносных сосудов. Это указывает на то, что в тканях репарации стромальной формы роговицы наблюдается ремоделирование коллагена с помощью желатиназ. [ 4 ]
Энзимный путь
[ редактировать ]Эти специфические протеазы используют гидролиз , чтобы разбить желатин через два последовательных этапа. Первый производит полипептидные продукты, за которыми следуют аминокислоты (обычно альфа -аминокислоты ). [ 5 ] Субстрат в этом случае представляет собой желатин , а продукты являются образующимися полипептидами. Желатиназа связывается с субстратом, желатином, из -за специфичности связывающих взаимодействий на клеточной поверхности. Катализ, связанный с остатками иона цинка и аминокислоты, разбивает пептидные связи на полипептиды посредством расщепления. Полипептиды дополнительно превращаются в аминокислоты, второй последовательный этап и произведение реакции. Дополнительные белки, такие как TIMP-2 и другие TIMP , работают в качестве ингибиторов для регулирования и контроля ферментативного пути путем связывания с активным сайтом желатиназы, который предотвращает разрушение субстрата. [ 6 ]
Ассоциация клеточной поверхности
[ редактировать ]Желатиназы могут регулировать ферментативную активацию и активность с помощью взаимодействий на клеточной поверхности. Поверхностные белки регулируют такие функции, как локализация, ингибирование и интернализация. Связывание фермента с поверхностью приводит его в тесном соответствии с определенными субстратами в перицеллельном пространстве, чтобы регулировать функцию MMP. Локализация позволяет им разрушать определенные элементы EMC с помощью тесной ассоциации клеточной поверхности. [ 7 ]
Кристаллические структуры
[ редактировать ]Желатиназы содержат каталитический домен (расположенный в С-концевой области), который необходим для ферментативной активности и гидролиза пептидных связей в молекулах субстрата. Этот домен содержит пять бета -нитей в скрученном бета -листе, связанном тремя альфа -гелиатами . Активный сайт расположен между бета -прямой и альфа -спиралью, удерживающей остатки гистидина , а другая спираль с остатками гистидина, создавая петли. Эти гистидины связаны с каталитическим ионом цинка, играя важную роль в катализаторе гидролиза пептидных связей в белках. Также в терминальной области C существует гемопексин-подобный домен, который взаимодействует с частью клеточной мембраны. [ 8 ] Способствуя специфичности ферментов, сродству и локализации, изготовленных из четырех лезвий с антипараллельными бета -простынями. [ 9 ] Кроме того, существует фибронектин типа II (FNII), важен для распознавания, складывания и посредничества желатина-взаимодействий из-за участия белковых взаимодействий и имеет решающее значение для специфичности субстрата. FNII состоит из двух двухцепочечных антипараллельных бета-листов. Основные структуры отдельных MMP могут иметь разные доменные композиции, а расположение доменов и структур помогает складывать и стабильность фермента, так как складывание - это то, что способствует активности фермента.
Активные сайты
[ редактировать ]Некоторые из желатиназ являются протеиназ, которые зависят от цинка. Известные активные участки этих белков расположены в каталитических доменах и обычно содержат атом цинка в известном месте, что важно для катализа. Активные сайты также содержат остатки гистидина и глутамата , устанавливая область активного участка каталитического цинка. [ 10 ] Эти остатки находятся в координации с ионом цинка для стабилизации и конформации. Этот активный сайт помогает гидролизу пептидных связей в субстратах, таких как желатин и коллаген, из -за координации ионов цинка и аминокислотных остатков . Они также влияют на катализ желатиназы и связывание субстратов. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Герлах, Ракель Ф.; Мескиари, Сезар А.; Marcaccini, Andrea M.; PALEI, ANA CT; Сандрим, Валерия С.; Кавалли, Рикардо С.; Tanus-Santos, Jose E. (2009-07-01). «Положительные корреляции между сывороткой и плазменной металлопротеиназой (MMP) -2 или MMP-9 в условиях заболеваний» в условиях заболевания » . Клиническая химия и лабораторная медицина . 47 (7): 888–891. doi : 10.1515/cclm.2009.203 . ISSN 1437-4331 .
- ^ Уайт, Джон С.; Уайт, Дороти С. (1997-07-10). Исходная книга ферментов . CRC Press. ISBN 978-0-8493-9470-6 .
- ^ «Желатиназа» . Медицинский словарь . Фарлекс и партнеры. 2009 Получено 4 августа 2023 года - через бесплатный словарь.
- ^ Фини, М. Элизабет; Girard, Marie T.; Matsubara, Masao (2009-05-28). «Коллагенолитические/желатинолитические ферменты в заживлении раны роговицы» . Acta Ophthalmologica . 70 (S202): 26–33. doi : 10.1111/j.1755-3768.1992.tb02165.x .
- ^ Ekpenyong M, Asitok A, Odey A, Antai S (2016). «Производство и активность кинетика желатиназы Serratia sp.Slo3» . Нигерийский журнал биопестицидов . 1 (1): 70–82 . Получено 18 апреля 2024 года - через ResearchGate.
- ^ Мерфи, Джиллиан; Дочерти, Эндрю Дж.П. (1992). «Матричные металлопротеиназы и их ингибиторы» . Американский журнал респираторных клеток и молекулярной биологии . 7 (2): 120–125. doi : 10.1165/ajrcmb/7.2.120 .
- ^ Фридман, Рафаэль; Тот, Марта; Чвиркова, Ирина; Meroueh, Samy O.; Mobashery, Shahriar (2003-06-01). «Ассоциация клеточной поверхности матриксной металлопротеиназы-9 (желатиназа B)» . Рак и обзоры метастазирования . 22 (2): 153–166. doi : 10.1023/a: 1023091214123 . ISSN 1573-7233 .
- ^ Тордай, Хедвиг; Патти, Ласло (январь 1999 г.). «Гелатин -связывающий сайт второго домена типа II желатиназы A/MMP -2» . Европейский журнал биохимии . 259 (1–2): 513–518. doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00070.x . ISSN 0014-2956 .
- ^ Либсон, Эндрю М.; Гиттис, Апостолос Г.; Кольер, Иван Э.; Мармер, Барри Л.; Голдберг, Грегори I.; Латтман, Итон Э. (ноябрь 1995 г.). «Кристаллическая структура гемопексин-подобного С-концевого домена желатиназы А» . Природа структурная биология . 2 (11): 938–942. doi : 10.1038/nsb1195-938 . ISSN 1545-9985 .
- ^ Фридман, Рафаэль; Тот, Марта; Чвиркова, Ирина; Meroueh, Samy O.; Mobashery, Shahriar (2003-06-01). «Ассоциация клеточной поверхности матриксной металлопротеиназы-9 (желатиназа B)» . Рак и обзоры метастазирования . 22 (2): 153–166. doi : 10.1023/a: 1023091214123 . ISSN 1573-7233 .
- ^ Kleifeld O, Van Den Steen PE, Frenkel A, Cheng F, Jiang HL, Opdenakker G, Sagi I (ноябрь 2000 г.). «Структурная характеристика каталитического активного сайта в скрытой и активной природной желатиназе B из нейтрофилов человека» . Журнал биологической химии . 275 (44): 34335–34343. doi : 10.1074/jbc.m005714200 . PMID 10938090 .
