תכונות מטלופרוטאינאס, פונקציות וסוגים



ה metalloproteinases או metalloproteases הם אנזימים כי לבזות חלבונים דורשים נוכחות של אטום מתכת יש פעילות. זרוע ביצוע של כל הפעילויות שבוצעו על ידי תא הם האנזימים.

למרות שחלבונים רבים ממלאים תפקיד מבני, מספר גדול אחר, אם לא רוב, מציג פעילות קטליטית. קבוצה של אנזימים אלה אחראים על השפלת חלבונים אחרים.

קולקטיבי אלה אנזימים נקראים proteases או פרוטאזות. קבוצה של פרוטאזות הדורשות אטום מתכת להיות פעיל נקראים metalloproteinases.

אינדקס

  • 1 פונקציות
  • 2 מאפיינים כלליים של metalloproteinases
  • 3 קפה
    • 3.1 -Malopoproteinases exopeptidasas
    • 3.2 -Malopoproteinases endopeptidasas
  • 4 פונקציות ושינויים אחרים
    • 4.1 שינוי חלבונים
    • השפעות על הבריאות
  • 5 פתולוגיות משויכות
  • 6 שימושים טיפוליים
  • 7 הפניות

פונקציות

הפרוטאזות, באופן כללי, ממלאות קבוצה חשובה ורבת תפקידים בתא. המשימה הגלובלית ביותר של כל היא לאפשר את החלפת החלבונים הנוכחי בתא.

כלומר, לחסל חלבונים ישנים, ולאפשר החלפתם על ידי חלבונים חדשים. חלבונים חדשים מסונתזים דה נובו על הריבוזומים במהלך תהליך התרגום.

התפקיד החשוב ביותר של metalloproteinases, בפרט, הוא לווסת את ההתנהגות של התא. הוא משיג אותה קבוצה של פרוטאזות שליטה בנוכחות והשעה של נוכחות של רגולטורים תעתיק, לתווך בתגובה, קולטנים, חלבונים מבניים האברונים קרום פנימיים, וכו '.

בהתאם למצב של השפלה, פרוטאזות, כולל metalloproteases, הם endoproteases מסווג (metaloendoproteasas) או exoproteases (metaloexoproteasas).

לשעבר לבזות חלבונים מקצה אחד של החלבון (כלומר, אמינו או carboxyl). את endoproteases, לעומת זאת, לעשות חתכים בתוך החלבון עם ספציפיות מסוימת.

מאפיינים כלליים של metalloproteinases

Metalloproteinases הם אולי הקבוצה המגוונת ביותר של פרוטאזות של שישה הקיימים. פרוטאזות מסווגים על פי המנגנון הקטליטי שלהם. קבוצות אלה הן פרוטאזות של ציסטאין, סרין, threonine, חומצה אספרטית, חומצה גלוטמית ו metalloproteinases.

כל metalloproteinases דורשים אטום מתכת כדי להיות מסוגל לבצע את החתך הקטליטית שלהם. מתכות הנוכחי metalloproteinases כוללים בעיקר אבץ, אבל metalloproteinases אחרים להשתמש קובלט.

כדי לבצע את תפקידו, אטום המתכת חייב להיות מתואמת באופן מתואם עם החלבון. זה נעשה באמצעות ארבע נקודות של קשר.

שלושה מהם משתמשים כמה חומצות אמינו טעון histidine, ליזין, ארגנין, גלוטמט או aspartate. נקודת התיאום הרביעית נעשית על ידי מולקולת מים.

קפה

האיגוד הבינלאומי לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית הקימה מערכת סיווג לאנזימים. במערכת זו האנזימים מזוהים על ידי האותיות EC ומערכת מקודדת של ארבעה מספרים.

המספר הראשון מזהה את האנזימים על פי מנגנון הפעולה שלהם, ומחלק אותם לשישה שיעורים גדולים. המספר השני מפריד ביניהם על פי המצע שבו הם פועלים. שני המספרים האחרים מחלקים את החלוקות עוד יותר.

בגלל metalloproteinases לזרז תגובות הידרוליזה, הם מזוהים עם מספר EC4, על פי מערכת סיווג זה. בנוסף, הם שייכים subclass 4, אשר בתים כל hydrolases הפועלים על אג"ח פפטיד.

Metalloproteinases, כמו שאר proteases, ניתן לסווג לפי המקום של שרשרת פוליפפטיד כי התקפות.

-Metalloproteinases Exopeptidase

הם פועלים על הקשרים הפפטידים של חומצות האמינו הטרמינליות של שרשרת הפוליפפטידים. כאן כלולים metalloproteinases כי יש שני יונים מתכת קטליטי וכמה עם יון מתכת אחת.

-אנדופפטידאז metalloproteinases

הם פועלים על כל קשר פפטיד בתוך שרשרת פוליפפטיד וכתוצאה מכך שתי מולקולות של פוליפפטידים משקל מולקולרי נמוך.

רבים metalloproteinases עם אחד קטליטי מתכת יון לפעול בדרך זו. הנה metalloproteinases מטריצה ​​וחלבונים אדם

Metalloproteinases מטריקס (MMP)

הם אנזימים המסוגלים לפעול באופן קטליטי על כמה מרכיבים של המטריצה ​​החוץ-תאית. המטריצה ​​החוץ-תאית היא מערכת של כל החומרים והחומרים שהם חלק מרקמה הנמצאים בחלק החיצוני של התאים.

הם קבוצה רבים של אנזימים נוכח תהליכים פיזיולוגיים, והם משתתפים שינויים מורפולוגיים ופונקציונליים של רקמות רבות.

בשרירי השלד, למשל, הם ממלאים תפקיד חשוב מאוד ביצירת, שיפוץ והתחדשות של רקמת השריר. הם פועלים גם על סוגים שונים של collagens הנוכחי של המטריצה ​​תאיים.

קולגן (MMP-1, MMP-8, MMP-13, MMP-18)

אנזימים הידראוליטיים הפועלים על סוג I, II ו III קולגן נמצא בין תאים. המוצר של catabolism של חומרים אלה קולגן המופרז או ג'לטין מתקבל.

בחוליות, אנזים זה מיוצר על ידי תאים שונים, כגון fibroblasts ומקרופאגים, כמו גם על ידי תאים אפיתל. הם יכולים גם לפעול על מולקולות אחרות של המטריצה ​​תאיים.

Gelatinases (MMP-2, MMP-9)

הם תורמים לתהליך catabolism של סוג I, II ו III collagens. הם פועלים גם על קולגן מפוגל או ג 'לטין שהושג לאחר הפעולה של קולגן.

אסטרומליזינים (MMP-3, MMP-10, MMP-11)

הם פועלים על סוג IV collagens ועל מולקולות אחרות של המטריצה ​​תאיים הקשורים קולגן. פעילותה בג'לטין מוגבלת.

מטריליסינים (MMP-7, MMP-26).

הם metalloproteinasas מבנית פשוטה יותר מכל השאר. הם קשורים לתאי אפיתל סרטניים.

Mallrane הקשורים metalloproteases (MT-MMP)

אלה הם חלק ממברנות הבסיס. הם משתתפים בפעילויות proteolytic של metalloproteinases מטריצה ​​אחרים.

Neprilysin

Neprilysin הוא metalloproteinase מטריצה ​​כי יש אבץ כמו יון זרז. הוא אחראי hydrolyzing הפפטידים בשאריות הידרופובי מסוף אמינו.

אנזים זה מצוי באיברים רבים, כולל כליות, מוח, ריאות, השריר החלק בכלי הדם ואת אנדותל, הלב, הדם, תאי השומן ואת פיברובלסטים.

Neprilysin הוא חיוני עבור השפלה מטבולית של פפטידים vasoactive. כמה פפטידים אלה לפעול כמו vasodilators, אבל לאחרים יש השפעות vasoconstrictor.

עיכוב של neprisilina, יחד עם העיכוב של הקולטן לאנגיוטנסין הפך טיפול אלטרנטיבי מאוד מבטיח בטיפול בחולים עם אי ספיקת לב.

מטריופרוטאינים מטריקס אחרים

ישנם metalloproteinases שאינם נופלים לתוך כל הקטגוריות הקודמות. דוגמה להם יש לנו את MMP-12; MMP-9; MMP-20; MMP-22; MMP-23 ו- MMP-28.

-חלבונים אדם

ADAM (א metalloprotease disintegrin וגם, לפי שם) הם קבוצה של metalloproteinases, המכונה metalloprotease - disintegrin.

אלה כוללים אנזימים כי לחתוך או למנוע חלקים של חלבונים כי נשללים מן התא על ידי הממברנה של התא הזה..

כמה אדם, במיוחד אצל בני אדם, חסר תחום פרוטאז פונקציונלי. בין הפונקציות העיקריות שלה פועלים על spermatogenesis וזרע - היתוך הביצית. הם מהווים מרכיב חשוב בארס של נחשים רבים.

פונקציות ושינויים אחרים

שינוי חלבון

Metalloproteinases יכול להשתתף שינוי (התבגרות) של כמה חלבונים בתהליכים שלאחר התרגום.

זה עלול להתרחש עם, או לאחר, את הסינתזה של חלבון היעד או באתר הסופי שבו הוא מתגורר כדי לבצע את תפקידה. זה מושג בדרך כלל עם מחשוף של מספר מוגבל של שאריות חומצות אמינו של מולקולת היעד.

בתגובות מחשוף נרחבות יותר, חלבונים לבנים יכולים להיות מושפלים לחלוטין.

השפעות על הבריאות

כל שינוי בתפקוד של metalloproteinases יכול להיות השפעות בלתי רצויות על הבריאות של האדם. בנוסף, כמה תהליכים פתולוגיים אחרים כרוך בדרך כלשהי את ההשתתפות של קבוצה זו חשוב של אנזימים.

מטריקס metalloproteinase 2, למשל, משחק תפקיד חשוב בפלישה על ידי סרטן, ההתקדמות שלה גרורות, כולל סרטן רירית הרחם. במקרים אחרים, השינוי של הומאוסטזיס של MMEs כבר קשור דלקת פרקים, דלקת וכמה סוגים של סרטן.

לבסוף, metalloproteinases למלא פונקציות אחרות בטבע לא קשור ישירות הפיזיולוגיה של הפרט שמייצר אותם. עבור בעלי חיים מסוימים, למשל, ייצור הרעלים חשוב במצב ההישרדות שלהם.

למעשה, ארס של נחשים רבים מכיל תערובת מורכבת של תרכובות ביו. ביניהם כמה metalloproteinases לגרום לדימום, נזק לרקמות, בצקת, נמק, בין שאר ההשפעות של הקורבן.

פאתולוגיות משויכות

נקבע כי האנזימים של משפחת MMP משתתפים בפיתוח מחלות שונות; מחלות עור, הפרעות בתפקוד כלי הדם, שחמת, נפחת ריאות, איסכמיה מוחית, דלקת פרקים, דלקת חניכיים וגרורות סרטן, בין היתר.

הוא האמין כי המגוון של צורות שעשויות להתרחש metalloproteinases מטריקס יכול לקדם שינוי של כמה מנגנוני רגולטוריים גנטיים, ובכך מוביל לשינוי הפרופיל הגנטי.

כדי למנוע התפתחות של פתולוגיות הקשורות ל- MMP, נעשה שימוש במעכבי metallopreinases שונים, טבעיים ומלאכותיים כאחד..

מעכבים טבעיים היו מבודדים מן אורגניזמים ימיים רבים, כולל דגים, רכיכות, אצות וחיידקים. מעכבי סינתטי, לעומת זאת, מכילים בדרך כלל קבוצה chelating שקושרת ו מנטרל את יון מתכת קטליטי. התוצאות שהושגו עם טיפולים אלה, עם זאת, לא היה מכריע.

שימושים טיפוליים

מטלופרוטאינאזות מטריקס יש כמה שימושים טיפוליים. הם משמשים לטיפול כוויות, כמו גם סוגים שונים של ulcers. הם גם שימשו כדי למנוע צלקת רקמות כדי להקל על תהליך התחדשות השתלות איברים.

הפניות

  1. אלברטס, ב, ג 'ונסון, א', לואיס, ג ', רף, מ', רוברטס, ק, וולטרס, פ (2014) ביולוגיה מולקולרית של התא, 6ה מהדורה. גרלנד מדע, טיילור & פרנסיס הקבוצה. Abingdon-on-Thames, אנגליה.
  2. קיילי, מ 'פ, מרטינס, V.L.C, O'Toole, E.A. (2015) metalloproteinases וריפוי הפצע. ההתקדמות טיפול פצע, 4: 225-234.
  3. Löffek, S., Schilling, O., Franzke, C.-W. (2011) תפקיד ביולוגי של metalloproteinases מטריצה: איזון קריטי. כתב העת לנשימה האירופית, 38: 191-208.
  4. Opalińska, M., Jańska, H. (2018) פרוטאזות AAA: אפוטרופוסים של תפקוד המיטוכונדריה והומיאוסטזיס. תאים, 7: 163. doi: 10.3390 / תאים 7100163.
  5. רימה, מ ', אלבי-נאיני, ס.מ., כראם, מ', סאדק, ר ', סבטייה, י.מ., פג'לון, ז (2018) ויפרס של המזרח התיכון: מקור עשיר של מולקולות ביו-אקטיביות. מולקולות.