Интерстициальная коллагеназа

интерстициальная коллагеназа
Идентификаторы
Псевдонимы
Внешние идентификаторы	Генные карты : [1] ; ОМА : - ортологи
hideОртологи
	н/д
	н/д
	н/д
	н/д
	н ; а
	н/д
	н/д
	н/д
	н/д
	н/д
	Викиданные
Просмотр/редактирование человека

Интерстициальная коллагеназа , также известная как коллагеназа фибробластов и матриксная металлопротеиназа-1 ( MMP-1 ), представляет собой фермент , который у человека кодируется MMP1 геном . ^[1]^[2]^[3]^[4] Этот ген является частью кластера генов MMP, которые локализуются на хромосоме 11q22.3. ^[2] MMP-1 была первой коллагеназой позвоночных , очищенной до гомогенности в виде белка и клонированной в виде кДНК . ^[5]^[6] MMP-1 имеет расчетную молекулярную массу 54 кДа. ^[7]

Структура

MMP-1 имеет архетипическую структуру, состоящую из предомена, продомена, каталитического домена , линкерной области и гемопексиноподобного домена. ^[8] Первичная структура MMP-1 была впервые опубликована Goldberg, GI и соавт. ^[6] В настоящее время используются две основные номенклатуры первичной структуры: первоначальная, в которой первая аминокислота начинается с сигнального пептида, и вторая, в которой первая аминокислота начинается от продомена (номенклатура проферментов).

Каталитический домен

Каталитические домены ММП имеют очень схожие характеристики и имеют общую форму сплюснутого эллипсоида диаметром ~ 40 Å. ^[9] Несмотря на сходство каталитических доменов ММП, в этой статье основное внимание будет уделено только структурным особенностям каталитического домена ММП-1.

Общие структурные характеристики

Каталитический домен MMP-1 состоит из пяти сильно скрученных β-цепей (sI-sV), трех α-спиралей (hA-hC) и в общей сложности восьми петель, охватывающих в общей сложности пять ионов металлов, три иона кальция. ²⁺ и два Zn ²⁺, один из которых играет каталитическую роль. ^[10]

Каталитический домен (CAT) MMP-1 начинается с F100 (неусеченный CAT) в качестве первой аминокислоты N-концевой петли домена CAT. Первая опубликованная рентгеновская структура домена CAT представляла собой усеченную форму этого домена, в которой отсутствуют первые 7 аминокислот. ^[10]

После начального цикла последовательность следует к первому и самому длинному β-листу (sI). Вторая петля предшествует большой «амфипатической α-спирали» (hA), которая в продольном направлении охватывает участок белка. Далее следуют β-цепи sII и sIII, разделенные соответствующими петлями, причем петля 4 обычно обозначается как «короткая петля», соединяющая sII с sIII. После цепи sIII последовательность встречает «S-образную двойную петлю», которая имеет первостепенное значение для структуры и каталитической активности пептида (см. далее), поскольку она распространяется до «выпуклости» на стороне расщепления, продолжаясь до единственной антипараллельной β-цепи. sIV, который имеет первостепенное значение для связывания пептидных субстратов или ингибиторов путем образования водородной связи основной цепи . После sIV петля Gln186-Gly192 и β-цепь sV вместе со многими лигандами вносят вклад в несколько ионов металлов, присутствующих в белке (читайте далее). За sV следует большая разомкнутая петля, которая доказала свою важность в субстратной специфичности внутри семейства MMP. ^[11] Специфическая область (183)RWTNNFREY(191) была идентифицирована как критический сегмент матриксной металлопротеиназы 1 для выражения коллагенолитической активности. ^[12] На С-концевой части CAT-домена α-спираль hB, известная как «спираль активного сайта», включает часть «цинк-связывающей консенсусной последовательности» HEXXHXXGXXH, которая характерна для суперсемейства метцинцина . ^[13]^[14] α-спираль hB резко обрывается на Gly225, где начинается последняя петля домена. Этот последний цикл содержит «петлю специфичности», которая является самой короткой в семействе MMP. Каталитический домен заканчивается на Gly261 α-спиралью hC.

Функция

ММП участвуют в разрушении внеклеточного матрикса в нормальных физиологических процессах, таких как эмбриональное развитие, размножение и ремоделирование тканей, а также в болезненных процессах, таких как артрит и метастазирование. В частности, MMP-1 расщепляет интерстициальные коллагены типов I, II и III.

Регулирование

Механическая сила может увеличить экспрессию MMP1 в клетках периодонтальной связки человека. ^[15] Во время прогрессирования рака MMP1 может нарушаться различными механизмами, включая активацию инсуляторного элемента, расположенного между MMP8 и MMP10 . генами ^[16]

Взаимодействия

Было показано, что MMP1 взаимодействует с CD49b . ^[17]^[18]

Ссылки

^ «ЮниПрот» . www.uniprot.org . Проверено 17 июля 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ЭнтреГен 4312
^ Бринкерхофф CE, Руби PL, Остин С.Д., Фини ME, Уайт HD (февраль 1987 г.). «Молекулярное клонирование коллагеназы синовиальных клеток человека и выделение одного гена из геномной ДНК» . Дж. Клин. Инвестируйте . 79 (2): 542–6. дои : 10.1172/JCI112845 . ПМК 424122 . ПМИД 3027129 .
^ Пендас А.М., Сантамария И., Альварес М.В., Притчард М., Лопес-Отин С. (октябрь 1996 г.). «Тонкое физическое картирование генов матриксной металлопротеиназы человека, сгруппированных на хромосоме 11q22.3». Геномика . 37 (2): 266–8. дои : 10.1006/geno.1996.0557 . ПМИД 8921407 .
^ Гросс Дж., Лапьер С.М. (июнь 1962 г.). «Коллагенолитическая активность в тканях амфибий: анализ культуры тканей» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 48 (6): 1014–22. Бибкод : 1962PNAS...48.1014G . дои : 10.1073/pnas.48.6.1014 . ПМК 220898 . ПМИД 13902219 .
^ Jump up to: ^а ^б Гольдберг Г.И., Вильгельм С.М., Кронбергер А., Бауэр Э.А., Грант Г.А., Эйзен А.З. (май 1986 г.). «Коллагеназа фибробластов человека. Полная первичная структура и гомология крысиному белку, индуцированному трансформацией онкогена» . Ж. Биол. Хим . 261 (14): 6600–5. дои : 10.1016/S0021-9258(19)84605-7 . ПМИД 3009463 .
^ «26585-1-АП» . www.ptglab.com . Проверено 05 октября 2021 г.
^ Ли Дж., Брик П., О'Хара MC, Скаржински Т., Ллойд Л.Ф., Карри В.А., Кларк И.М., Бигг Х.Ф., Хэзлман Б.Л., Коустон Т.Э. (июнь 1995 г.). «Структура полноразмерной синовиальной коллагеназы свиньи обнаруживает С-концевой домен, содержащий связанный с кальцием четырехлопастной бета-пропеллер» . Структура . 3 (6): 541–9. дои : 10.1016/S0969-2126(01)00188-5 . ПМИД 8590015 .
^ Таллант С., Марреро А., Гомис-Рют FX (январь 2010 г.). «Матриксные металлопротеиназы: укладка и функция их каталитических доменов» . Биохим. Биофиз. Акта . 1803 (1): 20–8. дои : 10.1016/j.bbamcr.2009.04.003 . ПМИД 19374923 .
^ Jump up to: ^а ^б Спурлино Дж.К., Смоллвуд А.М., Карлтон Д.Д., Бэнкс Т.М., Вавра К.Дж., Джонсон Дж.С., Кук Э.Р., Фалво Дж., Валь Р.К., Пульвино Т.А. (июнь 1994 г.). «1.56 Структура зрелой укороченной коллагеназы фибробластов человека». Белки . 19 (2): 98–109. дои : 10.1002/прот.340190203 . ПМИД 8090713 . S2CID 23973090 .
^ Маскос К., Боде В. (ноябрь 2003 г.). «Структурные основы матриксных металлопротеиназ и тканевые ингибиторы металлопротеиназ». Мол. Биотехнология . 25 (3): 241–66. дои : 10.1385/МБ:25:3:241 . PMID 14668538 . S2CID 24110599 .
^ Чунг Л., Симокава К., Динакарпандиан Д., Грэмс Ф., Филдс Г.Б., Нагасе Х. (сентябрь 2000 г.). «Идентификация области (183) RWTNNFREY (191) как критического сегмента матриксной металлопротеиназы 1 для выражения коллагенолитической активности» . Ж. Биол. Химия 275 (38): 29610–7. дои : 10.1074/jbc.M004039200 . ПМИД 10871619 .
^ Боде В., Гомис-Рют FX, Штёклер В. (сентябрь 1993 г.). «Астацины, серрализины, змеиный яд и матриксные металлопротеиназы имеют идентичную цинксвязывающую среду (HEXXHXXGXXH и Met-turn) и топологию и должны быть сгруппированы в общее семейство, «метцинцины» . ФЭБС Летт . 331 (1–2): 134–40. дои : 10.1016/0014-5793(93)80312-I . ПМИД 8405391 . S2CID 27244239 .
^ Стокер В., Грамс Ф., Бауманн Ю., Райнемер П., Гомис-Рют Ф.Х., Маккей Д.Б., Боде В. (май 1995 г.). «Мецинцины — топологические и последовательные отношения между астацинами, адамализинами, серрализинами и матриксинами (коллагеназами) определяют суперсемейство цинк-пептидаз» . Белковая наука . 4 (5): 823–40. дои : 10.1002/pro.5560040502 . ПМК 2143131 . ПМИД 7663339 .
^ Хуан С.Ф., Ли Ю.Х., Рен Ю.Дж., Цао З.Г., Лонг Икс (август 2008 г.). «Влияние однонуклеотидного полиморфизма в промоторе матриксной металлопротеиназы-1 (MMP-1) на индуцированную силой экспрессию MMP-1 в клетках периодонтальной связки человека». Евро. J. Oral Sci . 116 (4): 319–23. дои : 10.1111/j.1600-0722.2008.00552.x . ПМИД 18705799 .
^ Ллинас-Ариас П., Энсеньят-Мендес М., Иньигес-Муньос С., Ороско Х., Вальдес Б. (ноябрь 2023 г.). «Изоляция хроматина управляет перепрограммированием экспрессии кластера генов матриксных металлопротеиназ в агрессивных опухолях рака молочной железы» . Молекулярный рак . 22 (4): 190. дои : 10.1186/s12943-023-01906-8 . ПМЦ 10683115 . ПМИД 38017545 .
^ Стрикер Т.П., Думин Дж.А., Дикесон С.К., Чунг Л., Нагасе Х., Паркс У.К., Санторо С.А. (август 2001 г.). «Структурный анализ взаимодействия домена альфа (2) интегрина I с проколлагеназой-1 (матриксной металлопротеиназой-1)» . Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29375–81. дои : 10.1074/jbc.M102217200 . ПМИД 11359774 .
^ Думин Дж.А., Дикесон С.К., Стрикер Т.П., Бхаттачария-Пакраси М., Роби Дж.Д., Санторо С.А., Parks WC (август 2001 г.). «Про-коллагеназа-1 (матриксная металлопротеиназа-1) связывает интегрин альфа (2) бета (1) при высвобождении из кератиноцитов, мигрирующих на коллаген I типа» . Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29368–74. дои : 10.1074/jbc.M104179200 . ПМИД 11359786 .

Дальнейшее чтение

Крейн С.М. (1995). «Необходима ли коллагеназа (матриксная металлопротеиназа-1) для ремоделирования костей и других соединительных тканей?». Клин. Ортоп. Отн. Рез. (313): 47–53. ПМИД 7641497 .
Массова И., Котра Л.П., Фридман Р., Мобашеры С. (1998). «Матриксные металлопротеиназы: структуры, эволюция и диверсификация». ФАСЕБ Дж . 12 (25н26): 1075–95. CiteSeerX 10.1.1.31.3959 . дои : 10.1142/S0217984998001256 . ПМИД 9737711 .
Нагасе Х., Весснер Дж. Ф. (1999). «Матриксные металлопротеиназы» . Ж. Биол. Хим . 274 (31): 21491–4. дои : 10.1074/jbc.274.31.21491 . ПМИД 10419448 .
Окада Ю., Хашимото Дж. (2001). «[Деградация внеклеточного матрикса матриксными металлопротеиназами и разрушение суставов]». Сэйкагаку . 73 (11): 1309–21. ПМИД 11831026 .
Сейки М (2003). «Матричная металлопротеиназа мембранного типа 1: ключевой фермент инвазии опухоли». Рак Летт . 194 (1): 1–11. дои : 10.1016/S0304-3835(02)00699-7 . ПМИД 12706853 .
Голубков В.С., Стронгин А.Ю. (2007). «Онкогенез, обусловленный протеолизом» . Клеточный цикл . 6 (2): 147–50. дои : 10.4161/cc.6.2.3706 . ПМИД 17245132 .

Внешние ссылки

Онлайн-база данных MEROPS . по пептидазам и их ингибиторам: M10.001
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P03956 (Интерстициальная коллагеназа) в PDBe-KB .

[UniProt-1] «ЮниПрот» . www.uniprot.org . Проверено 17 июля 2022 г.

[entrez-2] Jump up to: ^а ^б ЭнтреГен 4312

[pmid3027129-3] Бринкерхофф CE, Руби PL, Остин С.Д., Фини ME, Уайт HD (февраль 1987 г.). «Молекулярное клонирование коллагеназы синовиальных клеток человека и выделение одного гена из геномной ДНК» . Дж. Клин. Инвестируйте . 79 (2): 542–6. дои : 10.1172/JCI112845 . ПМК 424122 . ПМИД 3027129 .

[pmid8921407-4] Пендас А.М., Сантамария И., Альварес М.В., Притчард М., Лопес-Отин С. (октябрь 1996 г.). «Тонкое физическое картирование генов матриксной металлопротеиназы человека, сгруппированных на хромосоме 11q22.3». Геномика . 37 (2): 266–8. дои : 10.1006/geno.1996.0557 . ПМИД 8921407 .

[pmid13902219-5] Гросс Дж., Лапьер С.М. (июнь 1962 г.). «Коллагенолитическая активность в тканях амфибий: анализ культуры тканей» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 48 (6): 1014–22. Бибкод : 1962PNAS...48.1014G . дои : 10.1073/pnas.48.6.1014 . ПМК 220898 . ПМИД 13902219 .

[pmid3009463-6] Jump up to: ^а ^б Гольдберг Г.И., Вильгельм С.М., Кронбергер А., Бауэр Э.А., Грант Г.А., Эйзен А.З. (май 1986 г.). «Коллагеназа фибробластов человека. Полная первичная структура и гомология крысиному белку, индуцированному трансформацией онкогена» . Ж. Биол. Хим . 261 (14): 6600–5. дои : 10.1016/S0021-9258(19)84605-7 . ПМИД 3009463 .

[7] «26585-1-АП» . www.ptglab.com . Проверено 05 октября 2021 г.

[pmid8590015-8] Ли Дж., Брик П., О'Хара MC, Скаржински Т., Ллойд Л.Ф., Карри В.А., Кларк И.М., Бигг Х.Ф., Хэзлман Б.Л., Коустон Т.Э. (июнь 1995 г.). «Структура полноразмерной синовиальной коллагеназы свиньи обнаруживает С-концевой домен, содержащий связанный с кальцием четырехлопастной бета-пропеллер» . Структура . 3 (6): 541–9. дои : 10.1016/S0969-2126(01)00188-5 . ПМИД 8590015 .

[pmid19374923-9] Таллант С., Марреро А., Гомис-Рют FX (январь 2010 г.). «Матриксные металлопротеиназы: укладка и функция их каталитических доменов» . Биохим. Биофиз. Акта . 1803 (1): 20–8. дои : 10.1016/j.bbamcr.2009.04.003 . ПМИД 19374923 .

[pmid8090713-10] Jump up to: ^а ^б Спурлино Дж.К., Смоллвуд А.М., Карлтон Д.Д., Бэнкс Т.М., Вавра К.Дж., Джонсон Дж.С., Кук Э.Р., Фалво Дж., Валь Р.К., Пульвино Т.А. (июнь 1994 г.). «1.56 Структура зрелой укороченной коллагеназы фибробластов человека». Белки . 19 (2): 98–109. дои : 10.1002/прот.340190203 . ПМИД 8090713 . S2CID 23973090 .

[pmid14668538-11] Маскос К., Боде В. (ноябрь 2003 г.). «Структурные основы матриксных металлопротеиназ и тканевые ингибиторы металлопротеиназ». Мол. Биотехнология . 25 (3): 241–66. дои : 10.1385/МБ:25:3:241 . PMID 14668538 . S2CID 24110599 .

[pmid10871619-12] Чунг Л., Симокава К., Динакарпандиан Д., Грэмс Ф., Филдс Г.Б., Нагасе Х. (сентябрь 2000 г.). «Идентификация области (183) RWTNNFREY (191) как критического сегмента матриксной металлопротеиназы 1 для выражения коллагенолитической активности» . Ж. Биол. Химия 275 (38): 29610–7. дои : 10.1074/jbc.M004039200 . ПМИД 10871619 .

[pmid8405391-13] Боде В., Гомис-Рют FX, Штёклер В. (сентябрь 1993 г.). «Астацины, серрализины, змеиный яд и матриксные металлопротеиназы имеют идентичную цинксвязывающую среду (HEXXHXXGXXH и Met-turn) и топологию и должны быть сгруппированы в общее семейство, «метцинцины» . ФЭБС Летт . 331 (1–2): 134–40. дои : 10.1016/0014-5793(93)80312-I . ПМИД 8405391 . S2CID 27244239 .

[pmid7663339-14] Стокер В., Грамс Ф., Бауманн Ю., Райнемер П., Гомис-Рют Ф.Х., Маккей Д.Б., Боде В. (май 1995 г.). «Мецинцины — топологические и последовательные отношения между астацинами, адамализинами, серрализинами и матриксинами (коллагеназами) определяют суперсемейство цинк-пептидаз» . Белковая наука . 4 (5): 823–40. дои : 10.1002/pro.5560040502 . ПМК 2143131 . ПМИД 7663339 .

[pmid18705799-15] Хуан С.Ф., Ли Ю.Х., Рен Ю.Дж., Цао З.Г., Лонг Икс (август 2008 г.). «Влияние однонуклеотидного полиморфизма в промоторе матриксной металлопротеиназы-1 (MMP-1) на индуцированную силой экспрессию MMP-1 в клетках периодонтальной связки человека». Евро. J. Oral Sci . 116 (4): 319–23. дои : 10.1111/j.1600-0722.2008.00552.x . ПМИД 18705799 .

[pmid38017545-16] Ллинас-Ариас П., Энсеньят-Мендес М., Иньигес-Муньос С., Ороско Х., Вальдес Б. (ноябрь 2023 г.). «Изоляция хроматина управляет перепрограммированием экспрессии кластера генов матриксных металлопротеиназ в агрессивных опухолях рака молочной железы» . Молекулярный рак . 22 (4): 190. дои : 10.1186/s12943-023-01906-8 . ПМЦ 10683115 . ПМИД 38017545 .

[pmid11359774-17] Стрикер Т.П., Думин Дж.А., Дикесон С.К., Чунг Л., Нагасе Х., Паркс У.К., Санторо С.А. (август 2001 г.). «Структурный анализ взаимодействия домена альфа (2) интегрина I с проколлагеназой-1 (матриксной металлопротеиназой-1)» . Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29375–81. дои : 10.1074/jbc.M102217200 . ПМИД 11359774 .

[pmid11359786-18] Думин Дж.А., Дикесон С.К., Стрикер Т.П., Бхаттачария-Пакраси М., Роби Дж.Д., Санторо С.А., Parks WC (август 2001 г.). «Про-коллагеназа-1 (матриксная металлопротеиназа-1) связывает интегрин альфа (2) бета (1) при высвобождении из кератиноцитов, мигрирующих на коллаген I типа» . Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29368–74. дои : 10.1074/jbc.M104179200 . ПМИД 11359786 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

v т и Протеазы : металлоэндопептидазы ( EC 3.4.24 )
белки ADAM	Альфа-секретазы АДАМ9 АДАМ10 АДАМ17 АДАМ19 АДАМ2 АДАМ7 АДАМ8 АДАМ11 АДАМ12 АДАМ15 АДАМ18 АДАМ22 АДАМ23 АДАМ28 АДАМ33 АДАМЦ1 АДАМТС2 АДАМЦ3 АДАМЦ4 АДАМТС5 АДАМЦ8 АДАМЦ9 АДАМЦ10 ADAMTS12 АДАМТС13
Матриксные металлопротеиназы	Коллагеназы ММП1 ММП8 Желатиназы ММП2 ММП9 ММП3 ММП7 ММП10 ММП11 ММП12 ММП13 ММП14 ММП15 ММП16 ММП17 ММП19 ММП20 ММП21 ММП23А ММП23Б ММП24 ММП25 ММП26 ММП27 ММП28
Другой	Неприлизин Проколлагеновая пептидаза Термолизин Белок А плазмы, связанный с беременностью Костный морфогенетический белок 1 Лизостафин Фермент, расщепляющий инсулин ЗМПСТЭ24

v т и Ферменты
Активность	Активный сайт Связывающий сайт Каталитическая триада Оксианионная дырка Ферментная распущенность Фермент, ограниченный диффузией Кофактор Ферментативный катализ
Регулирование	Аллостерическая регуляция Кооперативность Ингибитор ферментов Активатор ферментов
Классификация	Номер ЕС Суперсемейство ферментов Семейство ферментов Список ферментов
Кинетика	Кинетика ферментов Диаграмма Иди – Хофсти Заговор Хейнса – Вульфа График Лайнуивера – Берка Кинетика Михаэлиса – Ментен
Типы	EC1 Оксидоредуктазы ( список ) EC2 Трансферазы ( список ) EC3 Гидролазы ( список ) EC4- лиазы ( список ) EC5 Изомеразы ( список ) EC6- лигазы ( список ) EC7 Транслоказы ( список )