stringtranslate.com

Интерстициальная коллагеназа

Интерстициальная коллагеназа , также известная как коллагеназа фибробластов и матриксная металлопротеиназа-1 ( MMP-1 ), представляет собой фермент , который у человека кодируется геном MMP1 . [1] [2] [3] [4] Этот ген является частью кластера генов MMP, которые локализуются на хромосоме 11q22.3. [2] MMP-1 была первой коллагеназой позвоночных , очищенной до гомогенности в виде белка и клонированной в виде кДНК . [5] [6] MMP-1 имеет расчетную молекулярную массу 54 кДа. [7]

Состав

MMP-1 имеет архетипическую структуру, состоящую из предомена, продомена, каталитического домена , линкерной области и гемопексиноподобного домена. [8] Первичная структура MMP-1 была впервые опубликована Goldberg, GI и соавт. [6] В настоящее время используются две основные номенклатуры первичной структуры: первоначальная, в которой первая аминокислота начинается с сигнального пептида, и вторая, в которой первая аминокислота начинается от продомена (проферментная номенклатура).

Каталитический домен

Каталитические домены ММП имеют очень схожие характеристики и имеют общую форму сплюснутого эллипсоида диаметром ~ 40 Å. [9] Несмотря на сходство каталитических доменов ММП, в этой статье основное внимание будет уделено только структурным особенностям каталитического домена ММП-1.

Общие структурные характеристики

Каталитический домен ММП-1 состоит из пяти сильно скрученных β-нитей (sI-sV), трех α-спиралей (hA-hC) и в общей сложности восьми петель, охватывающих в общей сложности пять ионов металлов, три Ca 2+ и два Zn 2+ , один из которых играет каталитическую роль. [10]

Каталитический домен (CAT) MMP-1 начинается с F100 (неусеченный CAT) в качестве первой аминокислоты N-концевой петли домена CAT. Первая опубликованная рентгеновская структура домена CAT представляла собой усеченную форму этого домена, в которой отсутствуют первые 7 аминокислот. [10]

После начального цикла последовательность следует к первому и самому длинному β-листу (sI). Вторая петля предшествует большой «амфипатической α-спирали» (hA), которая в продольном направлении охватывает участок белка. Далее следуют β-цепи sII и sIII, разделенные соответствующими петлями, причем петля 4 обычно обозначается как «короткая петля», соединяющая sII с sIII. После цепи sIII последовательность встречается с «S-образной двойной петлей», которая имеет первостепенное значение для структуры и каталитической активности пептида (см. далее), поскольку она распространяется до «выпуклости» на стороне расщепления, продолжаясь до единственной антипараллельной β-цепи. sIV, который имеет первостепенное значение для связывания пептидных субстратов или ингибиторов путем образования водородной связи основной цепи . После sIV петля Gln186-Gly192 и β-цепь sV вместе со многими лигандами вносят вклад в несколько ионов металлов, присутствующих в белке (читайте далее). За sV следует большая разомкнутая петля, которая доказала свою важность в субстратной специфичности внутри семейства MMP. [11] Определенная область (183)RWTNNFREY(191) была идентифицирована как критический сегмент матриксной металлопротеиназы 1 для выражения коллагенолитической активности. [12] На С-концевой части CAT-домена α-спираль hB, известная как «спираль активного сайта», включает в себя часть «цинк-связывающей консенсусной последовательности» HEXXHXXGXXH, которая характерна для суперсемейства метцинцина. [13] [14] α-спираль hB резко обрывается на Gly225, где начинается последняя петля домена. Этот последний цикл содержит «петлю специфичности», которая является самой короткой в ​​семействе MMP. Каталитический домен заканчивается на Gly261 α-спиралью hC.

Функция

ММП участвуют в разрушении внеклеточного матрикса в нормальных физиологических процессах, таких как эмбриональное развитие, размножение и ремоделирование тканей, а также в болезненных процессах, таких как артрит и метастазирование. В частности, MMP-1 расщепляет интерстициальные коллагены типов I, II и III.

Регулирование

Механическая сила может увеличить экспрессию MMP1 в клетках периодонтальной связки человека. [15] Во время прогрессирования рака MMP1 может нарушаться различными механизмами, включая активацию инсуляторного элемента , расположенного между генами MMP8 и MMP10 . [16]

Взаимодействия

Было показано, что MMP1 взаимодействует с CD49b . [17] [18]

Рекомендации

  1. ^ "ЮниПрот". www.uniprot.org . Проверено 17 июля 2022 г.
  2. ^ аб EntrezGene 4312
  3. ^ Бринкерхофф CE, Руби PL, Остин С.Д., Фини ME, Белый HD (февраль 1987 г.). «Молекулярное клонирование коллагеназы синовиальных клеток человека и отбор одного гена из геномной ДНК». Дж. Клин. Вкладывать деньги . 79 (2): 542–6. дои : 10.1172/JCI112845. ПМК 424122 . ПМИД  3027129. 
  4. ^ Пендас А.М., Сантамария I, Альварес М.В., Причард М., Лопес-Отин С. (октябрь 1996 г.). «Тонкое физическое картирование генов матриксной металлопротеиназы человека, сгруппированных на хромосоме 11q22.3». Геномика . 37 (2): 266–8. дои : 10.1006/geno.1996.0557. ПМИД  8921407.
  5. ^ Гросс Дж, Лапьер CM (июнь 1962 г.). «Коллагенолитическая активность в тканях амфибий: анализ культуры ткани». Учеб. Натл. акад. наук. США . 48 (6): 1014–22. Бибкод : 1962PNAS...48.1014G. дои : 10.1073/pnas.48.6.1014 . ПМК 220898 . ПМИД  13902219. 
  6. ^ аб Гольдберг Г.И., Вильгельм С.М., Кронбергер А., Бауэр Э.А., Грант Г.А., Эйзен А.З. (май 1986 г.). «Коллагеназа фибробластов человека. Полная первичная структура и гомология крысиному белку, индуцированному трансформацией онкогена». Ж. Биол. Хим . 261 (14): 6600–5. дои : 10.1016/S0021-9258(19)84605-7 . ПМИД  3009463.
  7. ^ "26585-1-AP". www.ptglab.com . Проверено 05 октября 2021 г.
  8. ^ Ли Дж., Брик П., О'Хара MC, Скаржински Т., Ллойд Л.Ф., Карри В.А., Кларк И.М., Бигг Х.Ф., Хэзлман Б.Л., Коустон Т.Э. (июнь 1995 г.). «Структура полноразмерной синовиальной коллагеназы свиньи обнаруживает С-концевой домен, содержащий связанный с кальцием четырехлопастный бета-пропеллер». Состав . 3 (6): 541–9. дои : 10.1016/S0969-2126(01)00188-5 . ПМИД  8590015.
  9. ^ Таллант С., Марреро А., Гомис-Рют FX (январь 2010 г.). «Матриксные металлопротеиназы: укладка и функция их каталитических доменов». Биохим. Биофиз. Акта . 1803 (1): 20–8. дои : 10.1016/j.bbamcr.2009.04.003 . ПМИД  19374923.
  10. ^ ab Спурлино Дж.К., Смоллвуд А.М., Карлтон Д.Д., Бэнкс Т.М., Вавра К.Дж., Джонсон Дж.С., Кук Э.Р., Фальво Дж., Валь Р.К., Пульвино Т.А. (июнь 1994 г.). «1.56 Структура зрелой укороченной коллагеназы фибробластов человека». Белки . 19 (2): 98–109. дои : 10.1002/прот.340190203. PMID  8090713. S2CID  23973090.
  11. ^ Маскос К., Боде В. (ноябрь 2003 г.). «Структурные основы матриксных металлопротеиназ и тканевые ингибиторы металлопротеиназ». Мол. Биотехнология . 25 (3): 241–66. дои : 10.1385/МБ: 25: 3: 241. PMID  14668538. S2CID  24110599.
  12. ^ Чунг Л., Симокава К., Динакарпандиан Д., Грэмс Ф., Филдс ГБ, Нагасе Х. (сентябрь 2000 г.). «Идентификация области (183) RWTNNFREY (191) как критического сегмента матриксной металлопротеиназы 1 для выражения коллагенолитической активности». Ж. Биол. Хим . 275 (38): 29610–7. дои : 10.1074/jbc.M004039200 . ПМИД  10871619.
  13. ^ Боде В., Гомис-Рют FX, Штёклер В. (сентябрь 1993 г.). «Астацины, серрализины, змеиный яд и матриксные металлопротеиназы имеют идентичную среду связывания цинка (HEXXHXXGXXH и Met-turn) и топологию и должны быть сгруппированы в общее семейство, «метцинцины».". FEBS Lett . 331 (1–2): 134–40. doi : 10.1016/0014-5793(93)80312-I. PMID  8405391. S2CID  27244239.
  14. ^ Штекер В., Грамс Ф., Бауманн Ю., Райнемер П., Гомис-Рют FX, Маккей Д.Б., Боде В. (май 1995 г.). «Мецинцины - топологические и последовательные отношения между астацинами, адамализинами, серрализинами и матриксинами (коллагеназами) определяют суперсемейство цинк-пептидаз». Белковая наука . 4 (5): 823–40. дои : 10.1002/pro.5560040502. ПМК 2143131 . ПМИД  7663339. 
  15. ^ Хуан С.Ф., Ли Ю.Х., Рен Ю.Дж., Цао З.Г., Лонг X (август 2008 г.). «Влияние однонуклеотидного полиморфизма в промоторе матриксной металлопротеиназы-1 (MMP-1) на индуцированную силой экспрессию MMP-1 в клетках периодонтальной связки человека». Евро. J. Oral Sci . 116 (4): 319–23. дои : 10.1111/j.1600-0722.2008.00552.x. ПМИД  18705799.
  16. ^ Ллинас-Ариас П., Энсеньят-Мендес М., Иньигес-Муньос С., Ороско Дж., Вальдес Б. (ноябрь 2023 г.). «Изоляция хроматина управляет перепрограммированием экспрессии кластера генов матриксных металлопротеиназ в агрессивных опухолях рака молочной железы». Молекулярный рак . 22 (4): 190. дои : 10.1186/s12943-023-01906-8 . ПМЦ 10683115 . ПМИД  38017545. 
  17. ^ Стрикер Т.П., Думин Дж.А., Дикесон С.К., Чунг Л., Нагасе Х., Паркс У.К., Санторо С.А. (август 2001 г.). «Структурный анализ взаимодействия домена альфа (2) интегрина I с проколлагеназой-1 (матриксной металлопротеиназой-1)». Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29375–81. дои : 10.1074/jbc.M102217200 . ПМИД  11359774.
  18. ^ Думин Дж.А., Дикесон С.К., Стрикер Т.П., Бхаттачарья-Пакраси М., Роби Дж.Д., Санторо С.А., Parks WC (август 2001 г.). «Про-коллагеназа-1 (матриксная металлопротеиназа-1) связывает интегрин альфа (2) бета (1) при высвобождении из кератиноцитов, мигрирующих на коллаген I типа». Ж. Биол. Хим . 276 (31): 29368–74. дои : 10.1074/jbc.M104179200 . ПМИД  11359786.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки