metaloproteinaze sau metaloproteazele sunt enzime care degradează proteinele și care necesită prezența unui atom de metal pentru a avea activitate. Brațul executant al tuturor activităților desfășurate de o celulă sunt enzimele.
Deși multe proteine au un rol structural, un număr mare, dacă nu chiar majoritatea, au o anumită activitate catalitică. Un grup al acestor enzime este responsabil pentru degradarea altor proteine.
Colectiv, aceste enzime sunt numite proteinaze sau proteaze. Grupul de proteaze care necesită un atom de metal pentru a fi activ se numește metaloproteinaze.
Indice articol
Proteazele, în general, îndeplinesc un grup important și numeroas de sarcini într-o celulă. Cea mai globală sarcină dintre toate este de a permite cifra de afaceri a proteinelor prezente într-o celulă.
Adică, eliminați proteinele vechi și permiteți înlocuirea acestora cu proteine noi. Sunt sintetizate noi proteine de novo pe ribozomi în timpul procesului de traducere.
Cel mai important rol al metaloproteinazelor, în special, este acela de a regla comportamentul celular. Acest lucru este realizat de acest grup special de proteaze, controlând prezența și timpul prezenței regulatorilor transcripționali, mediatorilor de răspuns, receptorilor, proteinelor structurale ale membranei și organitelor interne etc..
În funcție de modul lor de degradare, proteazele, inclusiv metaloproteinazele, sunt clasificate în endoproteaze (metalloendoproteaze) sau exoproteaze (metalloexoprotează)..
Primele degradează proteinele de la un capăt al proteinei (adică amino sau carboxil). Endoproteazele, pe de altă parte, fac tăieturi în interiorul proteinei cu o anumită specificitate.
Metaloproteinazele sunt probabil cel mai divers grup de proteaze din cele șase care există. Proteazele sunt clasificate în funcție de mecanismul lor catalitic. Aceste grupe sunt proteazele cisteinei, serinei, treoninei, acidului aspartic, acidului glutamic și metaloproteinazelor..
Toate metaloproteinazele necesită un atom de metal pentru a-și realiza scindarea catalitică. Metalele prezente în metaloproteinaze includ în principal zinc, dar alte metaloproteinaze utilizează cobalt.
Pentru a-și îndeplini funcția, atomul de metal trebuie să fie complexat în coordonate cu proteina. Acest lucru se face prin patru puncte de contact.
Trei dintre ei utilizează unul dintre aminoacizii încărcați histidină, lizină, arginină, glutamat sau aspartat. Al patrulea punct de coordonare este realizat de o moleculă de apă.
Uniunea Internațională de Biochimie și Biologie Moleculară a stabilit un sistem de clasificare a enzimelor. În acest sistem, enzimele sunt identificate prin literele EC și un sistem codificat de patru numere.
Primul număr identifică enzimele în funcție de mecanismul lor de acțiune și le împarte în șase clase mari. Al doilea număr le separă în funcție de substratul pe care acționează. Celelalte două numere efectuează divizări și mai specifice.
Deoarece metaloproteinazele catalizează reacțiile de hidroliză, acestea sunt identificate cu numărul EC4, conform acestui sistem de clasificare. În plus, aparțin subclasei 4, care adăpostește toate hidrolazele care acționează asupra legăturilor peptidice..
Metaloproteinazele, la fel ca restul proteinazelor, pot fi clasificate în funcție de locul lanțului polipeptidic care atacă.
Aceștia acționează asupra legăturilor peptidice ale aminoacizilor terminali ai lanțului polipeptidic. Toate metaloproteinazele care au doi ioni metalici catalitici și unii cu un singur ion metalic sunt incluse aici..
Aceștia acționează asupra oricărei legături peptidice din lanțul polipeptidic, rezultând două molecule polipeptidice cu greutate moleculară mai mică..
Multe dintre metaloproteinazele cu un singur ion metalic catalitic acționează în acest fel. Aceasta include metaloproteinaze matrice și proteine ADAM.
Sunt enzime capabile să acționeze catalitic asupra unor componente ale matricei extracelulare. Matricea extracelulară este ansamblul tuturor substanțelor și materialelor care fac parte dintr-un țesut și care se găsesc în exteriorul celulelor.
Acestea sunt un grup mare de enzime prezente în procesele fiziologice și participă la modificări morfologice și funcționale ale multor țesuturi..
La mușchii scheletici, de exemplu, aceștia joacă un rol foarte important în formarea, remodelarea și regenerarea țesutului muscular. Aceștia acționează și asupra diferitelor tipuri de colageni prezenți în matricea extracelulară.
Enzime hidrolitice care acționează asupra colagenului de tip I, II și III găsit între celule. Produsul catabolismului acestor substanțe se obține colagen sau gelatină denaturată.
La vertebrate, această enzimă este produsă de diferite celule, cum ar fi fibroblastele și macrofagele, precum și de celulele epiteliale. Ele pot acționa și asupra altor molecule ale matricei extracelulare.
Ele ajută la procesul de catabolism al colagenilor de tip I, II și III. Aceștia acționează și asupra colagenului sau gelatinei denaturate obținute după acțiunea colagenazelor..
Aceștia acționează asupra colagenilor de tip IV și asupra altor molecule de matrice extracelulară asociate cu colagenul. Activitatea sa pe gelatină este limitată.
Sunt metaloproteinaze din punct de vedere structural mai simple decât celelalte. Sunt legate de celulele epiteliale tumorale.
Acestea fac parte din membranele subsolului. Aceștia participă la activitățile proteolitice ale altor metaloproteinaze matrice.
Neprilysin este o metaloproteinază matricială care are zincul ca ion catalizator. Este responsabil de hidrolizarea peptidelor la reziduul hidrofob amino-terminal.
Această enzimă se găsește în numeroase organe, inclusiv rinichiul, creierul, plămânii, mușchiul neted vascular, precum și în celulele endoteliale, cardiace, sanguine, adipoase și fibroblaste..
Neprilysin este esențială pentru degradarea metabolică a peptidelor vasoactive. Unele dintre aceste peptide acționează ca vasodilatatoare, dar altele au efecte vasoconstrictoare..
Inhibarea neprisilinei, împreună cu inhibarea receptorilor de angiotensină, a devenit o terapie alternativă foarte promițătoare în tratamentul pacienților cu insuficiență cardiacă.
Există unele metaloproteinaze care nu se încadrează în niciuna dintre categoriile de mai sus. Un exemplu dintre acestea îl avem pe MMP-12; MMP-9; MMP-20; MMP-22; MMP-23 și MMP-28.
ADAM (A Disintegrin And Metalloprotease) sunt un grup de metaloproteinaze, cunoscute sub numele de metaloproteaze - dezintegrine..
Acestea includ enzime care taie sau elimină porțiuni de proteine care sunt excluse din celulă de membrana celulară..
Unele ADAM, în special la om, nu au un domeniu funcțional de protează. Funcțiile sale principale includ acțiunea asupra spermatogenezei și fuziunii spermatozoizilor-ouă. Sunt o componentă importantă a veninului multor șerpi.
Metaloproteinazele pot participa la modificarea (maturarea) unor proteine în procesele post-translaționale.
Acest lucru poate apărea concomitent sau ulterior sintezei proteinei țintă sau în locul final în care se află pentru a-și exercita funcția. Acest lucru se realizează în general cu scindarea unui număr limitat de resturi de aminoacizi din molecula țintă..
În reacții de scindare mai extinse, proteinele țintă pot fi complet degradate.
Orice modificare a funcționării metaloproteinazelor poate avea efecte nedorite asupra sănătății umane. Complementar, alte procese patologice implică într-un fel sau altul participarea acestui important grup de enzime.
Metaloproteinaza matricială 2, de exemplu, joacă un rol important în invazia, progresia și metastaza cancerului, inclusiv în cancerul endometrial. În alte cazuri, modificarea homeostaziei MME a fost legată de artrită, inflamație și unele tipuri de cancer.
În cele din urmă, metaloproteinazele îndeplinesc alte funcții în natură care nu sunt direct legate de fiziologia individului care le produce. Pentru unele animale, de exemplu, producția de otrăvuri este importantă în modul lor de supraviețuire..
De fapt, veninul multor șerpi conține un amestec complex de compuși bioactivi. Printre acestea se numără mai multe metaloproteinaze care provoacă sângerări, leziuni tisulare, edem, necroză, printre alte efecte asupra victimei..
A fost posibil să se determine că enzimele familiei MMP participă la dezvoltarea diferitelor boli; boli de piele, disfuncții vasculare, ciroză, emfizem pulmonar, ischemie cerebrală, artrită, parodontită și metastaze ale cancerului, printre altele.
Se crede că marea varietate de forme care pot apărea în metaloproteinazele matrice pot favoriza modificarea mai multor mecanisme de reglare genetică, ducând astfel la o modificare a profilului genetic.
Pentru a inhiba dezvoltarea patologiilor asociate cu MMP, au fost folosiți diferiți inhibitori ai metalopreinazelor, atât naturali, cât și artificiali..
Inhibitorii naturali au fost izolați din numeroase organisme marine, inclusiv pești, moluște, alge și bacterii. Inhibitorii sintetici, pe de altă parte, conțin în general o grupare chelatoare care leagă și inactivează ionul metalic catalitic. Rezultatele obținute cu aceste terapii, totuși, nu au fost concludente.
Metaloproteinazele matriciale au mai multe utilizări terapeutice. Sunt folosite pentru tratarea arsurilor, precum și a diferitelor tipuri de ulcere. De asemenea, au fost folosite pentru îndepărtarea țesutului cicatricial și pentru a facilita procesul de regenerare în transplanturile de organe..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.