Коллагеназы — это ферменты , которые разрушают пептидные связи в коллагене . Они помогают разрушать внеклеточные структуры в патогенезе бактерий, таких как Clostridium . Они считаются фактором вирулентности , способствующим распространению газовой гангрены . Обычно они поражают соединительную ткань в мышечных клетках и других органах тела. [1]
Коллаген, ключевой компонент внеклеточного матрикса животных, производится путем расщепления проколлагена коллагеназой после его секреции из клетки. Это останавливает формирование крупных структур внутри самой клетки.
Помимо того, что коллагеназа вырабатывается некоторыми бактериями, она может вырабатываться организмом как часть его нормального иммунного ответа. Это производство индуцируется цитокинами , которые стимулируют такие клетки, как фибробласты и остеобласты , и могут вызывать непрямое повреждение тканей. [ необходима цитата ]
Коллагеназы одобрены для медицинского применения в следующих целях:
Эта группа металлопептидаз составляет семейство пептидаз MEROPS M9, подсемейства M9A и M9B (микробная коллагеназа, клан MA(E)). Складка белка домена пептидазы для членов этого семейства напоминает таковую термолизина, типовой пример для клана MA и предсказанные остатки активного центра для членов этого семейства и термолизина встречаются в мотиве HEXXH. [3]
Микробные коллагеназы были идентифицированы из бактерий родов Vibrio и Clostridium . Коллагеназа используется во время бактериальной атаки для разрушения коллагенового барьера хозяина во время вторжения. Бактерии Vibrio иногда используются в больницах для удаления мертвых тканей с ожогов и язв . Clostridium histolyticum является патогеном , вызывающим газовую гангрену; тем не менее, изолированная коллагеназа использовалась для лечения пролежней . Расщепление коллагена происходит в связях Xaa+Got у бактерий Vibrio и в связях Yaa+Gly у коллагеназ Clostridium . [ необходима цитата ]
Анализ первичной структуры генного продукта Clostridium perfringens показал, что фермент вырабатывается с участком из 86 остатков , которые содержат предполагаемую сигнальную последовательность . [4] Внутри этого участка обнаружена PLGP, аминокислотная последовательность, типичная для субстратов коллагеназы . Таким образом, эта последовательность может быть вовлечена в самопроцессинг коллагеназы. [4]
Металлопротеазы являются наиболее разнообразными из семи основных типов протеаз , на сегодняшний день идентифицировано более 50 семейств. В этих ферментах двухвалентный катион, обычно цинк, активирует молекулу воды. Ион металла удерживается на месте аминокислотными лигандами, обычно тремя. Известными металлическими лигандами являются His, Glu, Asp или Lys, и для катализа требуется по крайней мере еще один остаток , который может играть электрофильную роль. Из известных металлопротеаз около половины содержат мотив HEXXH, который, как было показано в кристаллографических исследованиях, образует часть участка связывания металла. [3] Мотив HEXXH является относительно распространенным, но может быть более строго определен для металлопротеаз как «abXHEbbHbc», где «a» чаще всего является валином или треонином и образует часть субсайта S1' в термолизине и неприлизине, «b» является незаряженным остатком, а «c» является гидрофобным остатком . Пролин никогда не встречается в этом сайте, возможно, потому, что он нарушил бы спиральную структуру, принятую этим мотивом в металлопротеазах. [3]
Коллагеназы можно использовать для размягчения мяса аналогично широко используемым размягчителям папаину , бромелаину и фикаину . [5]
