De metalloproteinaser eller metalloproteaser är enzymer som bryter ner proteiner och som kräver närvaron av en metallatom för att ha aktivitet. Den verkställande armen av alla aktiviteter som utförs av en cell är enzymer.
Även om många proteiner har en strukturell roll, har ett stort antal, om inte de flesta, någon katalytisk aktivitet. En grupp av dessa enzymer är ansvariga för nedbrytning av andra proteiner.
Sammantaget kallas dessa enzymer proteinaser eller proteaser. Gruppen proteaser som kräver att en metallatom är aktiv kallas metalloproteinaser.
Artikelindex
Proteaser fullgör i allmänhet en viktig och många grupper av uppgifter i en cell. Den mest globala uppgiften av alla är att tillåta omsättning av proteiner som finns i en cell.
Det vill säga eliminera gamla proteiner och tillåta att de ersätts med nya proteiner. Nya proteiner syntetiseras de novo på ribosomer under översättningen.
Den viktigaste rollen för metalloproteinaser är i synnerhet att reglera cellbeteende. Detta uppnås med denna speciella grupp av proteaser genom att kontrollera närvaron och tiden för närvaro av transkriptionsregulatorer, svarsmediatorer, receptorer, strukturella membranproteiner och inre organeller etc..
Beroende på deras nedbrytningssätt klassificeras proteaser, inklusive metalloproteinaser, i endoproteaser (metalloendoproteaser) eller exoproteaser (metalloexoproteaser)..
De förstnämnda bryter ner proteiner från ena änden av proteinet (dvs amino eller karboxyl). Endoproteaser å andra sidan gör nedskärningar inuti proteinet med en viss specificitet.
Metalloproteinaser är kanske den mest olika gruppen proteaser av de sex som finns. Proteaser klassificeras enligt deras katalytiska mekanism. Dessa grupper är proteaserna av cystein, serin, treonin, asparaginsyra, glutaminsyra och metalloproteinaserna..
Alla metalloproteinaser kräver en metallatom för att utföra sin katalytiska klyvning. Metallerna som finns i metalloproteinaser innehåller huvudsakligen zink, men andra metalloproteinaser använder kobolt.
För att kunna utföra sin funktion måste metallatomen vara sammansatt till proteinet. Detta görs genom fyra kontaktpunkter.
Tre av dem använder en av de laddade aminosyrorna histidin, lysin, arginin, glutamat eller aspartat. Den fjärde koordinationspunkten är gjord av en vattenmolekyl.
International Union of Biochemistry and Molecular Biology har upprättat ett klassificeringssystem för enzymer. I detta system identifieras enzymerna med bokstäverna EC och ett kodifierat system med fyra siffror.
Den första siffran identifierar enzymer enligt deras verkningsmekanism och delar dem i sex stora klasser. Det andra numret separerar dem enligt det substrat som de agerar på. De andra två siffrorna utför ännu mer specifika indelningar.
Eftersom metalloproteinaser katalyserar hydrolysreaktioner identifieras de med numret EC4, enligt detta klassificeringssystem. Dessutom tillhör de underklass 4, som innehåller alla hydrolaser som verkar på peptidbindningar..
Metalloproteinaser, som resten av proteinaserna, kan klassificeras enligt platsen för polypeptidkedjan som attackerar.
De verkar på peptidbindningarna i de terminala aminosyrorna i polypeptidkedjan. Alla metallproteinaser som har två katalytiska metalljoner och vissa med en enda metalljon ingår här..
De verkar på vilken peptidbindning som helst inom polypeptidkedjan, vilket resulterar i två polypeptidmolekyler med lägre molekylvikt..
Många av metalloproteinaserna med en enda katalytisk metalljon verkar på detta sätt. Detta inkluderar matrismetalloproteinaser och ADAM-proteiner.
De är enzymer som kan verka katalytiskt på vissa komponenter i den extracellulära matrisen. Den extracellulära matrisen är en uppsättning av alla ämnen och material som ingår i en vävnad och som finns på utsidan av cellerna.
De är en stor grupp av enzymer som finns i fysiologiska processer och deltar i morfologiska och funktionella förändringar av många vävnader..
I skelettmuskler, till exempel, spelar de en mycket viktig roll i bildandet, ombyggnaden och regenerering av muskelvävnad. De verkar också på de olika typerna av kollagener som finns i den extracellulära matrisen.
Hydrolytiska enzymer som verkar på kollagen av typ I, II och III som finns mellan celler. Produkt av katabolismen av dessa ämnen erhålls denaturerat kollagen eller gelatin.
Hos ryggradsdjur produceras detta enzym av olika celler, såsom fibroblaster och makrofager, liksom av epitelceller. De kan också verka på andra molekyler i den extracellulära matrisen.
De hjälper till i katabolismprocessen av kollagener av typ I, II och III. De verkar också på denaturerat kollagen eller gelatin som erhållits efter verkan av kollagenaser..
De verkar på kollagener av typ IV och på andra extracellulära matrismolekyler associerade med kollagen. Dess aktivitet på gelatin är begränsad.
De är strukturellt enklare metalloproteinaser än de andra. De är relaterade till tumörepitelceller.
Dessa är en del av källarmembranen. De deltar i proteolytiska aktiviteter i andra matrismetalloproteinaser.
Neprilysin är ett matrismetalloproteinas som har zink som katalysatorjon. Det är ansvarigt för att hydrolysera peptiderna vid den aminoterminala hydrofoba resten.
Detta enzym finns i många organ, inklusive njure-, hjärn-, lung-, vaskulär glatt muskulatur, samt i endotel-, hjärt-, blod-, fett- och fibroblastceller..
Neprilysin är viktigt för metabolisk nedbrytning av vasoaktiva peptider. Några av dessa peptider fungerar som vasodilatatorer, men andra har vasokonstriktiva effekter..
Neprisilin-hämning, i kombination med hämning av angiotensinreceptor, har blivit en mycket lovande alternativ behandling vid behandling av patienter med hjärtsvikt.
Det finns några metalloproteinaser som inte faller inom någon av ovanstående kategorier. Ett exempel på dem har vi MMP-12; MMP-9; MMP-20; MMP-22; MMP-23 och MMP-28.
ADAMs (A Disintegrin And Metalloprotease) är en grupp metalloproteinaser, kända som metalloproteaser - disintegriner..
Dessa inkluderar enzymer som skär eller tar bort delar av proteiner som utesluts från cellen av cellmembranet..
Vissa ADAM, särskilt hos människor, saknar en funktionell proteasdomän. Dess huvudfunktioner inkluderar att verka på spermatogenes och spermie-äggfusion. De är en viktig komponent i giftet hos många ormar.
Metalloproteinaser kan delta i modifieringen (mognad) av vissa proteiner i post-translationella processer.
Detta kan inträffa samtidigt med eller efter syntesen av målproteinet eller i det slutliga stället där det finns för att utöva sin funktion. Detta uppnås i allmänhet med klyvning av ett begränsat antal aminosyrarester från målmolekylen..
I mer omfattande klyvningsreaktioner kan målproteinerna brytas ned fullständigt.
Varje förändring av metalloproteinasernas funktion kan ha oönskade effekter på människors hälsa. Kompletterande involverar några andra patologiska processer på något sätt deltagande av denna viktiga grupp av enzymer.
Matrix metalloproteinas 2 spelar till exempel en viktig roll i cancerinvasion, progression och metastas, inklusive endometriecancer. I andra fall har förändring av MME-homeostas kopplats till artrit, inflammation och vissa typer av cancer.
Slutligen fyller metalloproteinaser andra funktioner i naturen som inte är direkt relaterade till fysiologin hos individen som producerar dem. För vissa djur är till exempel produktionen av gifter viktigt i deras överlevnadssätt..
I själva verket innehåller giften hos många ormar en komplex blandning av bioaktiva föreningar. Bland dem finns flera metalloproteinaser som orsakar blödning, vävnadsskada, ödem, nekros, bland andra effekter hos offret..
Det har varit möjligt att bestämma att enzymerna i MMP-familjen deltar i utvecklingen av olika sjukdomar; hudsjukdomar, vaskulär dysfunktion, cirros, lungemfysem, cerebral ischemi, artrit, parodontit och cancermetastas, bland andra.
Man tror att det stora utbudet av former som kan förekomma i matrismetallproteinaser kan gynna förändringen av flera mekanismer för genetisk reglering, vilket leder till en förändring i den genetiska profilen.
För att hämma utvecklingen av patologier associerade med MMP har olika hämmare av metallopreinaser, både naturliga och artificiella, använts..
Naturliga hämmare har isolerats från många marina organismer, inklusive fisk, blötdjur, alger och bakterier. Syntetiska hämmare innehåller å andra sidan i allmänhet en kelaterande grupp som binder och inaktiverar den katalytiska metalljonen. De resultat som erhölls med dessa terapier har dock inte varit avgörande.
Matrix metalloproteinaser har flera terapeutiska användningsområden. De används för att behandla brännskador, liksom olika sår. De har också använts för att ta bort ärrvävnad och för att underlätta regenereringsprocessen i organtransplantationer..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.