メタロプロテイナーゼの特徴、機能および種類



の メタロプロテイナーゼ またはメタロプロテアーゼは、タンパク質を分解し、活性を有するために金属原子の存在を必要とする酵素である。細胞によって実行されるすべての活動の実行腕は酵素です.

多くのタンパク質が構造的役割を果たすが、ほとんどではないにしても、別の多数のものが何らかの触媒活性を示す。これらの酵素のグループは他のタンパク質の分解に関与しています.

これらの酵素をまとめてプロテイナーゼまたはプロテアーゼと呼びます。活性であるために金属原子を必要とするプロテアーゼのグループはメタロプロテイナーゼと呼ばれます.

索引

  • 1機能
  • 2メタロプロテイナーゼの一般的な特徴
  • 3分類
    • ３．１－メタロプロテイナーゼエキソペプチダーゼ
    • 3.2-メタロプロテイナーゼエンドペプチダーゼ
  • 4その他の機能と変更
    • 4.1タンパク質の修飾
    • 4.2健康への影響
  • 5関連病理
  • 6治療用途
  • 7参考文献

機能

プロテアーゼは、一般的に、細胞内で重要かつ多数のタスクを実行します。すべての中で最もグローバルなタスクは、細胞内に存在するタンパク質の交換を可能にすることです.

つまり、古いタンパク質を排除し、それらを新しいタンパク質で置き換えることができます。新しいタンパク質が合成されます de novo 翻訳プロセス中のリボソーム上.

特にメタロプロテイナーゼの最も重要な役割は、細胞の行動を調節することです。これは、転写調節因子、応答メディエータ、受容体、膜構造タンパク質および内部オルガネラなどの存在および存在時間を制御するこの特定の群のプロテアーゼによって達成される。.

それらの分解様式に応じて、メタロプロテイナーゼを含むプロテアーゼは、エンドプロテアーゼ（メタロエンドプロテアーゼ）またはエキソプロテアーゼ（メタロプロテイナーゼ）に分類される。.

前者はタンパク質の一端からタンパク質を分解する（すなわち、アミノまたはカルボキシル）。一方、エンドプロテアーゼは特定の特異性でタンパク質の内側に切り込みを入れます。.

メタロプロテイナーゼの一般的な特徴

メタロプロテイナーゼは、おそらく存在する６つのうち最も多様なプロテアーゼ群である。プロテアーゼはそれらの触媒機構に従って分類される。これらのグループはシステイン、セリン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸およびメタロプロテイナーゼのプロテアーゼです。.

すべてのメタロプロテイナーゼは、それらの触媒切断を実行することができるために金属原子を必要とする。メタロプロテイナーゼ中に存在する金属は主に亜鉛を含むが、他のメタロプロテイナーゼはコバルトを使用する。.

その機能を実行するために、金属原子はタンパク質と配位して配位しなければならない。これは4つの接点を通して行われます.

それらのうちの3つはヒスチジン、リジン、アルギニン、グルタミン酸塩またはアスパラギン酸塩を負荷したアミノ酸のいくつかを使います。第四配位点は水分子によって作られる.

分類

国際生化学分子生物学連合は、酵素の分類システムを確立しました。このシステムでは、酵素は文字ECと4つの数字からなるコード化システムによって識別されます。.

最初の数字は、それらの作用機序に従って酵素を識別し、それらを6つの大きなクラスに分類します。 2番目の数字はそれらが作用する基質に従ってそれらを分けます。他の2つの数字は部門をさらに具体的にします.

メタロプロテイナーゼは加水分解反応を触媒するので、それらはこの分類システムによればＥＣ４数で識別される。さらに、それらはサブクラス4に属し、そこにはペプチド結合に作用するすべてのヒドロラーゼが含まれています。.

メタロプロテイナーゼは、他のプロテイナーゼと同様に、攻撃するポリペプチド鎖の場所によって分類することができます。.

-エキソペプチダーゼメタロプロテイナーゼ

それらは、ポリペプチド鎖の末端アミノ酸のペプチド結合に作用する。ここに含まれているのは、2つの触媒金属イオンと1つの金属イオンを持つ触媒イオンを持つすべてのメタロプロテイナーゼです。.

-エンドペプチダーゼメタロプロテイナーゼ

それらは、ポリペプチド鎖内の任意のペプチド結合に作用し、2分子の低分子量ポリペプチドを生じる。.

単一の触媒金属イオンを有するメタロプロテイナーゼの多くはこのように作用する。これがマトリックスメタロプロテイナーゼとADAMタンパク質です。

マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）

それらは細胞外マトリックスのいくつかの成分に触媒作用を及ぼすことができる酵素である。細胞外マトリックスは、組織の一部であり、細胞の外側に位置するすべての物質と材料のセットです。.

それらは生理学的過程に存在する多数の酵素群であり、そしてそれらは多くの組織の形態学的および機能的変化に関与している。.

例えば骨格筋において、それらは筋肉組織の形成、リモデリングおよび再生において非常に重要な役割を果たす。それらは細胞外マトリックスに存在する様々な種類のコラーゲンにも作用します。.

コラゲナーゼ（MMP-1、MMP-8、MMP-13、MMP-18）

細胞間に見られるI型、II型およびIII型コラーゲンに作用する加水分解酵素。これらの物質の変性したコラーゲンまたはゼラチンの異化作用の産物が得られる.

脊椎動物において、この酵素は、上皮細胞と同様に、線維芽細胞およびマクロファージなどの異なる細胞によって産生される。それらは細胞外マトリックスの他の分子にも作用することができます.

ゼラチナーゼ（MMP-2、MMP-9）

それらはＩ型、ＩＩ型およびＩＩＩ型コラーゲンの異化過程に寄与する。それらはまた、コラゲナーゼの作用後に得られた変性コラーゲンまたはゼラチンにも作用する。.

エストロマリシン（MMP-3、MMP-10、MMP-11）

それらはIV型コラーゲンおよびコラーゲンに関連した細胞外マトリックスの他の分子に作用する。ゼラチンに対するその活性は限られています.

マトリライシン（MMP-7、MMP-26）.

それらは、他のものよりも構造的に単純な金属タンパク質である。それらは腫瘍上皮細胞に関連しています.

膜関連メタロプロテアーゼ（MT-MMP）

これらは基底膜の一部です。それらは他のマトリックスメタロプロテイナーゼのタンパク質分解活性に参加する.

ネプリライシン

ネプリライシンは、触媒イオンとして亜鉛を有するマトリックスメタロプロテイナーゼである。それはアミノ末端疎水性残基中のペプチドを加水分解することに関与している.

この酵素は、腎臓、脳、肺、血管平滑筋、さらには内皮細胞、心臓細胞、血液細胞、脂肪細胞、線維芽細胞など、さまざまな臓器に見られます。.

ネプリライシンは血管作用性ペプチドの代謝的分解に必須である。これらのペプチドのいくつかは血管拡張剤として作用するが、他のものは血管収縮作用を有する.

アンピシリンの阻害は、アンジオテンシン受容体の阻害と共に、心不全患者の治療における非常に有望な代替療法となっている。.

他のマトリックスメタロプロテイナーゼ

前のどのカテゴリーにも該当しないメタロプロテイナーゼがいくつかあります。それらの例にはMMP-12があります。 ＭＭＰ − ９。 ＭＭＰ − ２０。 ＭＭＰ − ２２。 MMP-23とMMP-28.

-ADAMタンパク質

ADAM（Disintegrin And Metalloprotease、英語の名前で）は、メタロプロテアーゼとして知られるメタロプロテイナーゼのグループです - disintegrins.

これらは、この細胞の膜によって細胞から排除されるタンパク質の一部を切断または排除する酵素を含む。.

特にヒトにおいて、いくつかのＡＤＡＭは機能的プロテアーゼドメインを欠いている。その主な機能の中で精子形成と精子 - 卵子融合に作用しています。彼らは多くのヘビの毒の重要な構成要素です.

その他の機能と変更

タンパク質修飾

メタロプロテイナーゼは翻訳後過程においていくつかの蛋白質の修飾（成熟）に関与できる.

これは、標的タンパク質の合成と同時に、またはそれに続いて、またはそれがその機能を果たすために存在する最終部位で起こり得る。これは通常、標的分子の限られた数のアミノ酸残基の切断によって達成される。.

より広範な切断反応では、白いタンパク質は完全に分解される可能性があります。.

健康への影響

メタロプロテイナーゼの機能のいかなる変化も、人間の健康に望ましくない影響を及ぼし得る。さらに、いくつかの他の病理学的プロセスは、何らかの形でこの重要な酵素群の参加を含む。.

例えば、マトリックスメタロプロテイナーゼ２は、癌による浸潤、その進行および子宮内膜癌を含む転移において重要な役割を果たす。他の場合には、MMEの恒常性の変化は、関節炎、炎症およびいくつかの種類の癌に関連している.

最後に、メタロプロテイナーゼは、それらを産生する個体の生理機能に直接関係しない他の自然界の機能を果たす。例えば、動物によっては、毒の産生がそれらの生存様式において重要です。.

事実、多くのヘビの毒には生物活性化合物の複雑な混合物が含まれています。それらの中には、出血、組織損傷、浮腫、壊死などを犠牲者にもたらすいくつかのメタロプロテイナーゼがあります。.

関連病理

ＭＭＰファミリーの酵素は様々な疾患の発症に関与していることが決定されている。とりわけ、皮膚疾患、血管機能障害、肝硬変、肺気腫、脳虚血、関節炎、歯周炎および癌転移.

マトリックスメタロプロテイナーゼに起こり得る多種多様な形態は、このようにして遺伝的プロファイルの変化をもたらす、遺伝的調節のいくつかのメカニズムの変化を促進すると考えられる。.

ＭＭＰに関連する病状の発症を抑制するために、天然および人工の両方の異なるメタロプレナーゼ阻害剤が使用されてきた。.

天然の阻害剤は、魚、軟体動物、藻類、バクテリアなど、数多くの海洋生物から単離されています。一方、合成抑制剤は、一般に、触媒金属イオンと結合して不活性化するキレート基を含む。しかしながら、これらの治療法で得られた結果は決定的なものではありませんでした。.

治療用途

マトリックスメタロプロテイナーゼはいくつかの治療用途を有する。火傷や様々な種類の潰瘍の治療に使用されます。それらはまた瘢痕組織を除去しそして臓器移植における再生過程を促進するために使用されてきた。.

参考文献

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