Metalloproteinasi

Le metalloproteine ​​sono enzimi che degradano la proteina e necessitano di un atomo metallico per attivare

Cosa sono le metalloproteinasi?

IL Metalloproteinasi, o metalloproteas, sono enzimi che degradano le proteine ​​e che richiedono la presenza di un atomo metallico per avere attività. Coloro che eseguono tutte le attività svolte da una cellula sono gli enzimi.

Sono coinvolti in numerosi processi fisiologici e patologici dell'organismo e svolgono varie funzioni regolatori e modulanti, come la guarigione delle ferite, l'angiogenesi o le metastasi delle cellule tumorali.

Collettivamente, questi enzimi sono chiamati proteina o proteasi. Il gruppo di proteasi che richiedono un atomo metallico per essere attivo sono chiamati metalloproteinasi.

Caratteristiche delle metalloproteinasi

- Forse il gruppo proteasi più diversificato dei sei esistenti. Le proteasi sono classificate in base al loro meccanismo catalitico. Questi gruppi sono proteasi della cisteina, serina, treonina, acido aspartico, acido glutammico e metalloproteinasi.

- Tutte le metalloproteinasi richiedono un atomo metallico per essere in grado di eseguire il taglio catalitico. I metalli presenti nelle metalloproteinasi includono principalmente zinco, ma altre metalloproteinasi usano il cobalto.

- Per svolgere la sua funzione, l'atomo metallico deve essere coordinato alla proteina. Questo viene fatto attraverso quattro punti di contatto: tre di loro usano alcuni degli aminoacidi con carico di istidina, lisina, arginina, glutammato o aspartato. Il quarto punto di coordinamento è fatto da una molecola d'acqua.

Funzioni di metalloproteinasi

Il ruolo più importante delle metalloproteinasi è quello di Regolare il comportamento cellulare. Ciò si ottiene controllando la presenza e la presenza di regolatori trascrizionali, mediatori di risposta, recettori, proteine ​​della membrana strutturale e organelli interni, ecc.

A seconda della loro modalità di degradazione, le proteasi, comprese le metalloproteinasi, sono classificate come endoproteas (metaloendoproteas) o exoproteas (metalloexoproteasas).

Le prime proteine ​​degradano da una delle estremità della proteina (cioè amino o carbossil). Endoproteas, al contrario, fare tagli all'interno della proteina con una certa specificità.

Modifica delle proteine

Le metalloproteinasi possono partecipare alla modifica (maturazione) di alcune proteine ​​nei processi post-traslazionali.

Ciò può verificarsi in concomitanza con o dopo, la sintesi della proteina bianca o nel sito finale in cui risiede per esercitare la sua funzione. Questo è generalmente raggiunto con la segmentazione di un numero limitato di rifiuti di aminoacidi della molecola bianca.

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Classificazione della metalloproteinasi

L'Unione internazionale di biochimica e biologia molecolare ha stabilito un sistema di classificazione degli enzimi. Questo sistema identifica gli enzimi per lettere EC e un sistema a quattro numeri.

Il primo numero identifica gli enzimi secondo il loro meccanismo d'azione e li divide in sei grandi classi.

Il secondo numero li separa in base al substrato su cui agiscono. Gli altri due numeri rendono divisioni ancora più specifiche.

Perché le metalloproteinasi catalizzano le reazioni di idrolisi, sono identificate con il numero EC4, secondo questo sistema di classificazione. Inoltre, appartengono alla sottoclasse 4, che ospita tutte le idrolasi che agiscono sui collegamenti peptidici.

Le metalloproteinasi, come il resto delle proteinasi, possono essere classificate in base al luogo della catena del polipeptide che attacca.

Metalloproteinasi esopeptidasi

Agiscono sui legami peptidici degli aminoacidi terminali della catena del polipeptide. Sono incluse tutte le metalloproteinasi che hanno due ioni metallici catalitici e alcuni con un singolo ione metallico.

Metalloproteinasi endopeptidiche

Agiscono su qualsiasi collegamento peptidico all'interno della catena del polipeptide, risultando in due molecole polipeptidiche di peso molecolare inferiore.

Molte delle metalloproteinasi con un singolo Ione Catalitico Atto in questo modo. Ecco le metalloproteine ​​Metrix e le proteine ​​Adam.

Metrix metalloproteine ​​(MMP)

Sono enzimi in grado di agire con alcuni componenti della matrice extracellulare. La matrice extracellulare è l'insieme di tutte le sostanze e i materiali che fanno parte di un tessuto e che si trovano all'esterno delle cellule.

Sono un grande gruppo enzimatico presente nei processi fisiologici e partecipano alle alterazioni morfologiche e funzionali di molti tessuti.

Nei muscoli scheletrici, ad esempio, svolgono un ruolo importante nella formazione, nel rimodellamento e nella rigenerazione del tessuto muscolare. Agiscono anche sui vari tipi di collageni presenti nella matrice extracellulare.

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Collagenasi (MMP-1, MMP-8, MMP-13, MMP-18)

Enzimi idrolitici che agiscono sul collagene di tipo I, II e III che si trova tra le cellule. Il prodotto del catabolismo di queste sostanze è il collagene denaturato o la gelatina.

Nei vertebrati, questo enzima è prodotto da cellule diverse, come fibroblasti e macrofagi, nonché cellule epiteliali. Possono anche agire su altre molecole di matrice extracellulare.

Jewish (MMP-2, MMP-9)

Contribuire nel processo di catabolismo dei collageni di tipo I, II e III. Agiscono anche sul collagene denaturato o sulla gelatina ottenuta dopo l'azione delle collagenasi.

Stromalisine (MMP-3, MMP-10, MMP-11)

Agiscono su collageni di tipo IV e altre molecole di matrice extracellulare associate al collagene. La sua attività sulla gelatina è limitata.

Matrilisine (MMP-7, MMP-26).

Sono metalloproteinasi strutturalmente più semplici del rimanente. Sono correlati alle cellule epiteliali del tumore.

Metalloproteas associati alla membrana (MT-MMP)

Fanno parte delle membrane basali. Partecipano alle attività proteolitiche di altre metalloproteinasi della matrice.

Neprilisina

La neprilisina è una metalloproteinasi della matrice che ha zinco come uno ione catalizzatore. È responsabile dell'idrolizzante peptidi nel residuo idrofobico amino-terminale.

Questo enzima si trova in numerosi organi, tra cui reni, cervello, polmone, muscolo liscio vascolare, nonché in cellule endoteliali, cardiaci, sangue, grassi e fibroblasti.

La neprilisina è essenziale per la degradazione metabolica dei peptidi vasoattivi. Alcuni di questi peptidi fungono da vasodilatatori, ma altri hanno effetti vasocostrittori.

L'inibizione della neprilina, insieme all'inibizione del recettore dell'angiotensina, è diventata una terapia alternativa molto promettente nel trattamento dei pazienti che hanno fallimenti cardiaci.

Altre metalloproteine ​​di metrix

Ci sono alcune metalloproteinasi che non entrano in nessuna delle categorie precedenti. Esempio di essi sono MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 e MMP-28.

Proteine ​​di Adam

L'ADAM (un dissintegrina e metalloproteasi, per il suo acronimo in inglese) sono un gruppo di metalloproteinasi, noto come metalloproteas-desengrinas.

Questi includono enzimi che tagliano o eliminano porzioni di proteine ​​escluse dalla cellula dalla membrana di questo.

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Alcuni Adamo, specialmente negli esseri umani, mancano di un dominio di proteasi funzionale. Tra le sue funzioni principali sono agire nello spermatogenesi e nella subside. Sono una componente importante del veleno di molti serpenti.

Effetti sulla salute

Qualsiasi alterazione nel funzionamento delle metalloproteinasi può avere effetti indesiderati sulla salute dell'essere umano. Inoltre, alcuni altri processi patologici implicano in qualche modo la partecipazione di questo importante gruppo di enzimi.

La metrix 2 la metalloproteinasi, ad esempio, svolge un ruolo importante nell'invasione del cancro, nella progressione e nella metastasi, incluso il carcinoma endometrio. In altri casi, l'alterazione dell'omeostasi dell'MME è stata correlata all'artrite, all'infiammazione e ad alcuni tipi di cancro.

Patologie associate

È stato determinato che gli enzimi della famiglia MMP partecipano allo sviluppo di varie malattie: pelle, disfunzioni vascolari, cirrosi, enfisema polmonare, ischemia cerebrale, artrite, parodontite e metastasi del cancro, tra gli altri.

Si ritiene che l'ampia varietà di forme che possono verificarsi nelle metalloproteine ​​a matrice possano favorire l'alterazione di diversi meccanismi di regolazione genetica, portando così a un cambiamento nel profilo genetico.

Per inibire lo sviluppo di patologie associate a MMP.

Gli inibitori naturali sono stati isolati da numerosi organismi marini, tra cui pesci, molluschi, alghe e batteri.

Gli inibitori sintetici, d'altra parte, contengono generalmente un gruppo chelante che si lega allo ione metallico catalitico e inattivo. Tuttavia, i risultati ottenuti non sono stati conclusivi.

Usi terapeutici

Le metalloproteine ​​Metrix hanno diversi usi terapeutici:

- Sono usati per trattare le ustioni, così come vari tipi di ulcere.

- Anche per eliminare i tessuti delle cicatrici e facilitare il processo di rigenerazione nei trapianti di organi.

Riferimenti

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