De metalloproteinaser eller metalloproteaser er enzymer som nedbryter proteiner og som krever tilstedeværelse av et metallatom for å ha aktivitet. Den utførende armen til alle aktivitetene som utføres av en celle er enzymer.
Selv om mange proteiner har en strukturell rolle, har et stort antall, om ikke de fleste, noe katalytisk aktivitet. En gruppe av disse enzymene er ansvarlige for nedbrytning av andre proteiner.
Samlet kalles disse enzymene proteinaser eller proteaser. Gruppen av proteaser som krever at et metallatom er aktivt kalles metalloproteinaser.
Artikkelindeks
Proteaser oppfyller generelt en viktig og mange grupper av oppgaver i en celle. Den mest globale oppgaven av alle er å tillate omsetning av proteiner som er tilstede i en celle.
Eliminer gamle proteiner, og la dem erstattes av nye proteiner. Nye proteiner syntetiseres de novo på ribosomer under oversettelsesprosessen.
Spesielt den viktigste rollen til metalloproteinaser er å regulere celleoppførsel. Dette oppnås ved denne spesielle gruppen av proteaser ved å kontrollere tilstedeværelsen og tiden for tilstedeværelse av transkripsjonsregulatorer, responsformidlere, reseptorer, strukturelle membranproteiner og indre organeller, etc..
Avhengig av nedbrytningsmåte, klassifiseres proteaser, inkludert metalloproteinaser, i endoproteaser (metalloendoproteaser) eller eksoproteaser (metalloexoproteaser)..
Førstnevnte nedbryter proteiner fra den ene enden av proteinet (dvs. amino eller karboksyl). Endoproteaser gjør derimot kutt i proteinet med en viss spesifisitet.
Metalloproteinaser er kanskje den mest forskjellige gruppen av proteaser av de seks som eksisterer. Proteaser klassifiseres i henhold til deres katalytiske mekanisme. Disse gruppene er proteasene av cystein, serin, treonin, asparaginsyre, glutaminsyre og metalloproteinaser..
Alle metalloproteinaser krever et metallatom for å utføre katalytisk spaltning. Metallene som finnes i metalloproteinaser inkluderer hovedsakelig sink, men andre metalloproteinaser bruker kobolt.
For å kunne utføre sin funksjon må metallatomet være koordinert sammensatt til proteinet. Dette gjøres gjennom fire kontaktpunkter.
Tre av dem bruker en av de ladede aminosyrene histidin, lysin, arginin, glutamat eller aspartat. Det fjerde koordineringspunktet er laget av et vannmolekyl.
International Union of Biochemistry and Molecular Biology har etablert et klassifiseringssystem for enzymer. I dette systemet er enzymene identifisert med bokstavene EC og et kodifisert system med fire tall.
Det første tallet identifiserer enzymer i henhold til deres virkningsmekanisme, og deler dem i seks store klasser. Det andre tallet skiller dem i henhold til underlaget de virker på. De to andre tallene utfører enda mer spesifikke divisjoner.
Fordi metalloproteinaser katalyserer hydrolysereaksjoner, er de identifisert med nummeret EC4, i henhold til dette klassifiseringssystemet. I tillegg tilhører de underklasse 4, som huser alle hydrolaser som virker på peptidbindinger..
Metalloproteinaser, som resten av proteinaser, kan klassifiseres i henhold til stedet for polypeptidkjeden som angriper.
De virker på peptidbindinger av de terminale aminosyrene i polypeptidkjeden. Alle metalloproteinaser som har to katalytiske metallioner og noen med et enkelt metallion er inkludert her..
De virker på en hvilken som helst peptidbinding i polypeptidkjeden, noe som resulterer i to polypeptidmolekyler med lavere molekylvekt..
Mange av metalloproteinasene med et enkelt katalytisk metallion virker på denne måten. Dette inkluderer matrise metalloproteinaser og ADAM proteiner.
De er enzymer som er i stand til å virke katalytisk på noen komponenter i den ekstracellulære matrisen. Den ekstracellulære matrisen er settet med alle stoffene og materialene som er en del av et vev og som finnes på utsiden av cellene..
De er en stor gruppe enzymer som er til stede i fysiologiske prosesser, og deltar i morfologiske og funksjonelle endringer i mange vev..
I skjelettmuskulatur spiller de for eksempel en veldig viktig rolle i dannelsen, ombyggingen og regenerering av muskelvev. De virker også på de forskjellige typer kollagener som er tilstede i den ekstracellulære matrisen.
Hydrolytiske enzymer som virker på kollagen type I, II og III funnet mellom celler. Produktet av katabolismen av disse stoffene oppnås denaturert kollagen eller gelatin.
Hos virveldyr produseres dette enzymet av forskjellige celler, slik som fibroblaster og makrofager, samt av epitelceller. De kan også virke på andre molekyler i den ekstracellulære matrisen.
De hjelper i katabolismeprosessen av kollagener av type I, II og III. De virker også på denaturert kollagen eller gelatin oppnådd etter virkningen av kollagenaser..
De virker på type IV kollagener og på andre ekstracellulære matriksmolekyler assosiert med kollagen. Aktiviteten på gelatin er begrenset.
De er strukturelt enklere metalloproteinaser enn de andre. De er relatert til tumorepitelceller.
Disse er en del av kjellermembranene. De deltar i de proteolytiske aktivitetene til andre matrise metalloproteinaser.
Neprilysin er en matriksmetalloproteinase som har sink som katalysatorion. Det er ansvarlig for å hydrolysere peptidene ved den aminoterminale hydrofobe resten.
Dette enzymet finnes i mange organer, inkludert nyre-, hjerne-, lunge-, vaskulær glatt muskulatur, så vel som i endotel-, hjerte-, blod-, fett- og fibroblastceller..
Neprilysin er viktig for metabolsk nedbrytning av vasoaktive peptider. Noen av disse peptidene fungerer som vasodilatatorer, men andre har vasokonstriktive effekter..
Neprisilin-inhibering, i forbindelse med angiotensinreseptorinhibering, har blitt en veldig lovende alternativ behandling i behandlingen av pasienter med hjertesvikt.
Det er noen metalloproteinaser som ikke faller inn under noen av de ovennevnte kategoriene. Et eksempel på dem har vi MMP-12; MMP-9; MMP-20; MMP-22; MMP-23 og MMP-28.
ADAMs (A Disintegrin And Metalloprotease) er en gruppe metalloproteinaser, kjent som metalloproteaser - disintegriner..
Disse inkluderer enzymer som kutter eller fjerner deler av proteiner som er ekskludert fra cellen av cellemembranen..
Noen ADAM-er, spesielt hos mennesker, mangler et funksjonelt protease-domene. Hovedfunksjonene inkluderer å påvirke spermatogenese og sperm-egg-fusjon. De er en viktig komponent i giftet til mange slanger.
Metalloproteinaser kan delta i modifisering (modning) av noen proteiner i posttranslasjonsprosesser.
Dette kan forekomme samtidig med, eller etterpå, syntesen av målproteinet eller i det endelige stedet der det ligger for å utøve sin funksjon. Dette oppnås generelt med spalting av et begrenset antall aminosyrerester fra målmolekylet..
I mer omfattende spaltningsreaksjoner kan målproteinene brytes ned fullstendig.
Enhver endring i funksjonen til metalloproteinaser kan ha uønskede effekter på menneskers helse. I tillegg involverer noen andre patologiske prosesser på en eller annen måte deltakelse av denne viktige gruppen av enzymer.
Matrix metalloproteinase 2 spiller for eksempel en viktig rolle i kreftinvasjon, progresjon og metastase, inkludert kreft i endometri. I andre tilfeller har endring av MME-homeostase vært knyttet til leddgikt, betennelse og noen typer kreft.
Til slutt oppfyller metalloproteinaser andre funksjoner i naturen som ikke er direkte relatert til fysiologien til individet som produserer dem. For noen dyr er for eksempel produksjon av gift viktig i deres overlevelsesmåte..
Faktisk inneholder giftet til mange slanger en kompleks blanding av bioaktive forbindelser. Blant dem er flere metalloproteinaser som forårsaker blødning, vevskader, ødem, nekrose, blant andre effekter hos offeret..
Det har vært mulig å fastslå at enzymene i MMP-familien deltar i utviklingen av forskjellige sykdommer; hudsykdommer, vaskulære dysfunksjoner, skrumplever, lungeemfysem, cerebral iskemi, leddgikt, periodontitt og kreftmetastase, blant andre.
Det antas at det store mangfoldet av former som kan forekomme i matriksmetalloproteinaser kan favorisere endring av flere mekanismer for genetisk regulering, og dermed føre til en endring i den genetiske profilen.
For å hemme utviklingen av patologier assosiert med MMP, har man brukt forskjellige hemmere av metallopreinaser, både naturlige og kunstige..
Naturlige hemmere har blitt isolert fra mange marine organismer, inkludert fisk, bløtdyr, alger og bakterier. Syntetiske inhibitorer inneholder derimot generelt en chelaterende gruppe som binder og inaktiverer det katalytiske metallionet. Resultatene oppnådd med disse terapiene har imidlertid ikke vært avgjørende.
Matrix metalloproteinaser har flere terapeutiske bruksområder. De brukes til å behandle forbrenninger, så vel som forskjellige typer sår. De har også blitt brukt til å fjerne arrvev og for å lette regenereringsprosessen i organtransplantasjoner..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.