The metaloproteinázy nebo metaloproteázy jsou enzymy, které degradují proteiny a které pro svou aktivitu vyžadují přítomnost atomu kovu. Vykonávajícím ramenem všech činností prováděných buňkou jsou enzymy.
Ačkoli mnoho proteinů má strukturální roli, velké množství, ne-li většina, má určitou katalytickou aktivitu. Skupina těchto enzymů je zodpovědná za degradaci dalších proteinů.
Společně se tyto enzymy nazývají proteinázy nebo proteázy. Skupina proteáz, které vyžadují aktivní atom kovu, se nazývá metaloproteinázy.
Rejstřík článků
Proteázy obecně plní důležitou a četnou skupinu úkolů v buňce. Nejglobálnějším úkolem ze všech je umožnit přeměnu proteinů přítomných v buňce.
To znamená eliminovat staré proteiny a umožnit jejich nahrazení novými proteiny. Syntetizují se nové proteiny de novo na ribozomy během procesu překladu.
Nejdůležitější úlohou metaloproteináz je zejména regulace buněčného chování. Toho je dosaženo touto konkrétní skupinou proteáz řízením přítomnosti a doby přítomnosti transkripčních regulátorů, mediátorů odezvy, receptorů, strukturních membránových proteinů a vnitřních organel atd..
V závislosti na způsobu jejich degradace se proteázy, včetně metaloproteináz, klasifikují na endoproteázy (metaloendoproteázy) nebo exoproteázy (metaloexoproteázy)..
První degradují proteiny z jednoho konce proteinu (tj. Amino nebo karboxyl). Endoproteázy naopak vytvářejí řezy uvnitř proteinu s určitou specificitou.
Metaloproteinázy jsou možná nejrozmanitější skupinou proteáz ze šesti, které existují. Proteázy jsou klasifikovány podle jejich katalytického mechanismu. Těmito skupinami jsou proteázy cysteinu, serinu, threoninu, kyseliny asparagové, kyseliny glutamové a metaloproteináz..
Všechny metaloproteinázy vyžadují k provedení katalytického štěpení atom kovu. Kovy přítomné v metaloproteinázách zahrnují hlavně zinek, ale jiné metaloproteinázy používají kobalt.
Aby mohl atom vykonávat svou funkci, musí být koordinovaně komplexován s proteinem. To se děje prostřednictvím čtyř kontaktních bodů.
Tři z nich používají jednu z nabitých aminokyselin histidin, lysin, arginin, glutamát nebo aspartát. Čtvrtý koordinační bod je tvořen molekulou vody.
Mezinárodní unie pro biochemii a molekulární biologii zavedla klasifikační systém pro enzymy. V tomto systému jsou enzymy identifikovány písmeny EC a kodifikovaným systémem čtyř čísel.
První číslo identifikuje enzymy podle jejich mechanismu působení a rozděluje je do šesti velkých tříd. Druhé číslo je odděluje podle substrátu, na který působí. Další dvě čísla provádějí ještě konkrétnější dělení.
Protože metaloproteinázy katalyzují hydrolýzní reakce, jsou podle tohoto klasifikačního systému identifikovány číslem EC4. Navíc patří do podtřídy 4, která obsahuje všechny hydrolázy, které působí na peptidové vazby..
Metaloproteinázy, stejně jako ostatní proteinázy, lze klasifikovat podle místa polypeptidového řetězce, který napadá.
Působí na peptidové vazby koncových aminokyselin polypeptidového řetězce. Jsou zde zahrnuty všechny metaloproteinázy, které mají dva ionty katalytického kovu a některé s jediným kovovým iontem..
Působí na jakoukoli peptidovou vazbu v polypeptidovém řetězci, což vede ke dvěma polypeptidovým molekulám s nižší molekulovou hmotností..
Mnoho z metaloproteináz s jediným katalytickým iontem kovu působí tímto způsobem. To zahrnuje matrixové metaloproteinázy a proteiny ADAM.
Jsou to enzymy schopné katalyticky působit na některé složky extracelulární matrice. Extracelulární matrice je sada všech látek a materiálů, které jsou součástí tkáně a které se nacházejí na vnější straně buněk.
Jsou velkou skupinou enzymů přítomných ve fyziologických procesech a podílejí se na morfologických a funkčních změnách mnoha tkání..
Například v kosterních svalech hrají velmi důležitou roli při tvorbě, přestavování a regeneraci svalové tkáně. Působí také na různé typy kolagenů přítomných v extracelulární matrici.
Hydrolytické enzymy, které působí na kolagen typu I, II a III nacházející se mezi buňkami. Produktem katabolismu těchto látek se získává denaturovaný kolagen nebo želatina.
U obratlovců je tento enzym produkován různými buňkami, jako jsou fibroblasty a makrofágy, stejně jako epiteliálními buňkami. Mohou také působit na jiné molekuly extracelulární matrice.
Pomáhají v procesu katabolismu kolagenů typu I, II a III. Působí také na denaturovaný kolagen nebo želatinu získanou po působení kolagenáz..
Působí na kolageny typu IV a na další molekuly extracelulární matrice spojené s kolagenem. Jeho aktivita na želatině je omezená.
Jsou to strukturně jednodušší metaloproteinázy než ostatní. Vztahují se k nádorovým epiteliálním buňkám.
Jsou součástí bazálních membrán. Podílejí se na proteolytických aktivitách jiných matrixových metaloproteináz.
Neprilysin je matricová metaloproteináza, která má jako katalyzátorový iont zinek. Je zodpovědný za hydrolýzu peptidů na aminoterminálním hydrofobním zbytku.
Tento enzym se nachází v mnoha orgánech, včetně ledvin, mozku, plic, hladkého svalstva cév, stejně jako v endoteliálních, srdečních, krevních, tukových a fibroblastových buňkách..
Neprilysin je nezbytný pro metabolickou degradaci vazoaktivních peptidů. Některé z těchto peptidů působí jako vazodilatátory, jiné však mají vazokonstrikční účinky..
Inhibice neprisilinu ve spojení s inhibicí receptoru angiotensinu se stala velmi slibnou alternativní terapií v léčbě pacientů se srdečním selháním.
Existují některé metaloproteinázy, které nespadají do žádné z výše uvedených kategorií. Jejich příkladem je MMP-12; MMP-9; MMP-20; MMP-22; MMP-23 a MMP-28.
ADAM (A Disintegrin And Metalloprotease) je skupina metaloproteináz, známých jako metaloproteázy - desintegriny..
Patří sem enzymy, které štěpí nebo odstraní části proteinů, které jsou z buňky vyloučeny buněčnou membránou..
Některým ADAM, zejména u lidí, chybí funkční proteázová doména. Mezi jeho hlavní funkce patří působení na spermatogenezi a fúzi spermie a vajíčka. Jsou důležitou součástí jedu mnoha hadů.
Metaloproteinázy se mohou podílet na modifikaci (zrání) některých proteinů v posttranslačních procesech.
K tomu může dojít souběžně se syntézou cílového proteinu nebo po ní, nebo v konečném místě, kde se nachází, aby uplatnil svoji funkci. Toho je obecně dosaženo štěpením omezeného počtu aminokyselinových zbytků z cílové molekuly..
Při rozsáhlejších štěpných reakcích mohou být cílové proteiny úplně degradovány.
Jakákoli změna ve fungování metaloproteináz může mít nežádoucí účinky na lidské zdraví. Některé další patologické procesy navíc nějakým způsobem zahrnují účast této důležité skupiny enzymů.
Například matricová metaloproteináza 2 hraje důležitou roli při invazi, progresi a metastázování rakoviny, včetně rakoviny endometria. V jiných případech byla změna homeostázy MME spojena s artritidou, zánětem a některými typy rakoviny.
A konečně, metaloproteinázy plní v přírodě další funkce, které přímo nesouvisejí s fyziologií jedince, který je produkuje. U některých zvířat je například důležitá produkce jedů v jejich způsobu přežití..
Ve skutečnosti jed mnoha hadů obsahuje komplexní směs bioaktivních sloučenin. Mezi nimi je několik metaloproteináz, které kromě jiných účinků na oběť způsobují krvácení, poškození tkání, otoky, nekrózu..
Bylo možné určit, že se enzymy rodiny MMP účastní vývoje různých nemocí; kožní onemocnění, vaskulární dysfunkce, cirhóza, plicní emfyzém, cerebrální ischemie, artritida, paradentóza a metastázy rakoviny.
Předpokládá se, že velké množství forem, které se mohou vyskytovat v matrixových metaloproteinázách, může upřednostňovat změnu několika mechanismů genetické regulace, což vede ke změně genetického profilu.
K potlačení rozvoje patologických stavů spojených s MMP byly použity různé inhibitory metalopreináz, přírodních i umělých..
Přírodní inhibitory byly izolovány z mnoha mořských organismů, včetně ryb, měkkýšů, řas a bakterií. Syntetické inhibitory na druhé straně obecně obsahují chelatační skupinu, která váže a inaktivuje katalytický kovový iont. Výsledky získané pomocí těchto terapií však nebyly přesvědčivé.
Matricové metaloproteinázy mají několik terapeutických použití. Používají se k léčbě popálenin a různých druhů vředů. Používají se také k odstranění zjizvené tkáně a k usnadnění procesu regenerace při orgánových transplantacích..
Zatím žádné komentáře