stringtranslate.com

Пептидаза 1 (клещ)

Пептидаза 1 (клещевая) ( EC 3.4.22.65), также известная как эндопептидаза 1 (клещевая) , представляет собой фермент , обнаруженный у различных видов клещей . [2] [3] Этот фермент проявляет активность цистеиновой протеазы с широкой эндопептидазной специфичностью. [4]

Различные формы пептидазы 1, относящиеся к отдельным видам клещей, составляют аллергены клещей группы 1. [5] Следуя правилам наименования аллергенов, эти варианты пептидазы 1 включают Der p 1 европейского клеща домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus ; [6] Der f 1 американского клеща домашней пыли Dermatophagoides farinae ; [1] Eur m 1 клеща домашней пыли Мейна Euroglyphus maynei ; [7] и Pso o 1 клеща чесотки овец Psoroptes ovis . [8] Аллергены клещей группы 1, особенно Der p 1 и Der f 1, являются основными источниками аллергии на клещей домашней пыли (HDM) в умеренном климате . [6] [9] [10]

История

Первым аллергеном, который был очищен и охарактеризован, был Der p 1 в исследовании 1980 года Мартина Д. Чепмена и Томаса Платтс-Миллса . [10] [11] К концу десятилетия возникло подозрение, что Der p 1 является цистеиновой протеазой, поскольку его структура показала сходство со структурой актинидина и папаина . [12] В середине 1990-х годов Хьюитт и др. , Шакиб и др. и Кинг и др. предложили методы, при которых Der p 1 стимулирует аллергические реакции посредством своей протеазной активности. [12]

В 2002 году Pso o 1 был идентифицирован и охарактеризован Ли и соавторами , которые определили его аминокислотную последовательность и обнаружили, что он гомологичен другим аллергенам клещей группы 1. [10]

В 2009 году Der f 1 был первым обнаруженным случаем природного аллергена в форме мономера . [ 1] [13]

Структура

Пептидаза 1 — это цистеиновая протеаза, принадлежащая к семейству белков C1 , имеющая структуру, похожую на структуру папаина. [4] [13] [14] [15] [16] Первоначально пептидаза 1 синтезируется как неактивный зимоген , который активируется ферментативным расщеплением. [10] [12] [15]

Структурно ферменты пептидазы 1 почти идентичны; например, двухдоменная структура и приблизительно 81% идентичности последовательности сохраняются между Der p 1 и Der f 1. [1] [12] [14] Благодаря консервативным структурам один аллерген может использоваться в качестве модели при разработке препаратов, предназначенных для воздействия на аллергены клещей группы 1, при этом Der p 1 обычно считается архетипом. [14] [17] Считается, что специфичность и перекрестная реактивность между несколькими аллергенами группы 1 обусловлены различиями и гомологиями в структуре, особенно в отношении положения эпитопов . [1] [18]

Дер п 1

Der p 1 — это гликопротеин массой 25 кДа , состоящий из последовательности из 222 аминокислот, кодируемой геном DERP1 . [4] [19] [20] Der p 1 синтезируется как неактивный предшественник белка из 80 аминокислот , известный как proDer p 1, который затем расщепляется и активируется зрелым Der p 1. [12] [15] [17]

Из-за своей структуры цистеиновой протеазы Der p 1 может быть необратимо ингибирован E-64 или иодацетамидом , которые связываются с активным сайтом цистеина и блокируют доступ субстрата . [12] [14] [21] Было также показано , что основной ингибитор цистеиновой протеиназы киви KCPI1 способен ингибировать Der p 1. [3]

Дер ф 1

Der f 1 — это протеаза массой 25 кДа, состоящая из последовательности из 223 аминокислот. [20] [22] В неактивном состоянии предшественника proDer f 1 имеет продомен из 80 аминокислот. [17] [22]

В отличие от Der p 1, Der f 1 не имеет участков связывания для металлов, таких как магний и кальций . [13] Благодаря секреции Pichia pastoris , Der f 1 легче производить в рекомбинантной форме, чем Der p 1, из-за удаления участка N-гликозилирования . [16] В растворе или кристалле Der f 1 является мономером. [1] [13] Было показано, что Der f 1 проявляет полиморфизм , при этом в разных регионах наблюдается по крайней мере два гаплотипа . [18]

Der f 1 может быть ингибирован каштановым цистатином , что, как полагают, обусловлено наличием аминокислоты Gln 152 (вместо Arg 151 Der p 1 ) вблизи активного центра фермента. [1] [3]

Евро м 1

Eur m 1 состоит из последовательности из 223 аминокислот. [7] В своем неактивном предшественнике Eur m 1 имеет продомен из 80 аминокислот. [7] [17]

Eur m 1 на 88% идентичен Der f 1, что привело к предположению, что Euroglyphus maynei может быть более тесно связан с Dermatophagoides farinae, чем с Dermatophagoides pteronyssinus . [9]

Псо о 1

Pso o 1 — это протеаза массой 36 кДа, состоящая из последовательности из 223 аминокислот. [10] [23] Предполагается, что предшественница Pso o 1 состоит из последовательности из 81 аминокислоты. [23]

По сравнению с другими формами пептидазы 1, Pso o 1 имеет 54% идентичности с Der f 1, 53% идентичности с Der p 1 и 53% идентичности с Eur m 1. [10] Показано, что ряд аминокислотных последовательностей из других ферментов пептидазы 1 сохраняются в Pso o 1, включая ферментативные аминокислоты, сайт N-гликозилирования и эпитоп Der p 1 Leu 147 -Gln 160. [10 ]

Биологическая функция

Ферменты пептидазы 1 обнаружены в фекальных гранулах клещей. Некоторые из этих ферментов также были обнаружены в кишечнике клещей , что позволяет предположить, что эти ферменты играют роль в пищеварении . [8] [15] [24] Как цистеиновая протеаза, пептидаза 1 функционирует, расщепляя другие протеазы клещей в биохимическом каскаде , что приводит к активации других аллергенов. [14] [15]

Гранулы фекалий клещей, несущие пептидазу 1, попадают в дыхательные пути через вдыхание. [25] Там, как аллергены клещей группы 1, ферменты пептидазы 1 способствуют аллергической сенсибилизации , обычно либо вызывая протечку эпителия в дыхательных путях через расщепление плотных контактов клеток , либо запуская высвобождение врожденных хемокинов через активацию путей передачи сигнала . [12] [14] [26]

Дер п 1

Der p 1 находится в средней кишке и фекальных гранулах европейского клеща домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus . [15] [27] [28] Было высказано предположение, что желудочно-кишечные клетки клеща вырабатывают Der p 1. [24] У клеща Der p 1 отвечает за активацию зимогенов, расположенных в пищеварительном тракте клеща, включая его самого и сериновые протеазы Der p 3, Der p 6 и Der p 9, которые затем секретируются как сильные аллергены и тем самым усиливают патогенез аллергии. [15]

Der p 1 является основным источником аллергии HDM, вызывая уровни связывания иммуноглобулина E 80-90% и, в сочетании с аллергеном группы 2 Der p 2 , составляя более 50% всех связываний IgE, связанных с HDM. [15] [16] [25] [27] [29] CD23 и CD25 являются мишенями Der p 1, который расщепляет эти рецепторы с поверхностей активных В-клеток и Т-клеток соответственно, и тем самым вызывает высвобождение большего количества IgE. [12] [21] Из-за распространенности Der p 1 при аллергии на клещей разработчики вакцин против аллергии HDM считают необходимым учитывать Der p 1. [29] В результате Der p 1 является основным компонентом неочищенных экстрактов аллергенов клещей и часто используется в качестве основы многочисленных гипоаллергенных производных, созданных при совершенствовании специфической иммунотерапии . [16] [29] Даже путем ингибирования только Der p 1 аллергические реакции могут быть заметно смягчены. [14]

Дер ф 1

Der f 1 обнаружен в фекальных гранулах американского клеща домашней пыли Dermatophagoides farinae . [1] Der f 1 считается основным аллергеном клещей и, как было показано, вызывает аллергические реакции в легких и коже . [1] [30] [31] Der f 1 демонстрирует более 80% перекрестной реактивности с Der p 1. [32] Как и Der p 1, Der f 1 функционирует путем расщепления CD23, вызывая реакцию IgE. [20] Der f 1 также вызывает иммунный ответ посредством дегрануляции эозинофилов . [33]

Евро м 1

Eur m 1 секретируется клещом домашней пыли Мейна Euroglyphus maynei . [7] Eur m 1 вызывает аллергические реакции Т-клеток. [34] Der p 1 и Der f 1 показывают только низкие уровни перекрестной реактивности с Eur m 1. [34]

Псо о 1

Pso o 1 обнаружен в кишечнике и фекальных гранулах клеща чесотки овец Psoroptes ovis . [8] [24] Псороптоз у овец обусловлен активностью цистеиновой протеазы Pso o 1, которая воздействует на соединительные ткани и молекулы внеклеточного матрикса . [24] Хотя Psoroptes относится к другому отряду , нежели виды клещей домашней пыли, Pso o 1 классифицируется как аллерген клещей группы 1 наряду с Der p 1, Der f 1 и Eur m 1. [10] [23]

Ссылки

  1. ^ abcdefghi Chruszcz M, Chapman MD, Vailes LD, Stura EA, Saint-Remy JM, Minor W, Pomés A (2009). «Кристаллические структуры аллергенов клещей Der f 1 и Der p 1 выявляют различия в остатках, экспонированных на поверхности, которые могут влиять на связывание антител». J. Mol. Biol . 386 (2): 520–30. doi :10.1016/j.jmb.2008.12.049. PMC  2677027. PMID  19136006 .
  2. ^ Meighan, P.; Pirzad, R. (2004). «Эндопептидаза клещей 1». В Barrett, AJ; Rawlings, ND; Woessner, JF (ред.). Справочник по протеолитическим ферментам (2-е изд.). Лондон: Elsevier. С. 1187–1189.
  3. ^ abc Rassam, M; Laing, WA (январь 2004). «Очистка и характеристика фитоцистатин из коры и семян киви». Фитохимия . 65 (1): 19–30. doi :10.1016/j.phytochem.2003.09.019. PMID  14697268.
  4. ^ abc Harris, J.; Mason, DE; Li, J.; Burdick, KW; Backes, BJ; Chen, T.; Shipway, A.; Van Heeke, G.; Gough, L.; Ghaemmaghami, A.; Shakib, F.; Debaene, F.; Winssinger, N. (2004). "Профиль активности экстракта аллергена пылевого клеща с использованием библиотек субстратов и функциональных протеомных микрочипов". Chem. Biol . 11 (10): 1361–1372. doi : 10.1016/j.chembiol.2004.08.008 . PMID  15489163.
  5. ^ "Информация о EC 3.4.22.65 - пептидаза 1 (клещ)". База данных ферментов - BRENDA . Январь 2015. Получено 11 апреля 2015 .
  6. ^ ab Шульц, О.; Сьюэлл, Х. Ф.; Шакиб, Ф. (1998). «Чувствительный флуоресцентный анализ для измерения активности цистеиновой протеазы Der p 1, основного аллергена пылевого клеща Dermatophagoides pteronyssinus». Mol. Pathol . 51 ( 4): 222–224. doi :10.1136/mp.51.4.222. PMC 395641. PMID  9893750. 
  7. ^ abcd "EURM1 - предшественник пептидазы 1 - Euroglyphus maynei (клещ домашней пыли Мейна)". UniProt . Получено 27 марта 2015 г.
  8. ^ abc Макнейр, Кэрол М.; Биллингсли, Питер Ф.; Нисбет, Аласдер Дж.; Нокс, Дэйв П. (27 октября 2009 г.). "Экспрессия генов, связанная с кормлением, у клещей чесотки овец (Psoroptes ovis)". Veterinary Research . 41 (2): 16. doi :10.1051/vetres/2009064. PMC 2789330. PMID  19852923 . 
  9. ^ ab Cui, Y.; Zhou, P.; Peng, J.; Peng, M.; Zhou, Y.; Lin, Y.; Liu, L. (май 2008 г.). «Клонирование, анализ последовательности и экспрессия кДНК, кодирующей основной аллерген клещей домашней пыли, Der f 1, в Escherichia coli». Бразильский журнал медицинских и биологических исследований . 41 (5): 380–388. doi : 10.1590/S0100-879X2008000500006 . PMID  18545812.
  10. ^ abcdefgh Ли, А. Дж.; Махелл, Дж.; Ван Ден Брук, АХ; Нисбет, А. Дж.; Миллер, HR; Айзек, Р. Э.; Хантли, Дж. Ф. (август 2002 г.). «Идентификация антигена из клеща чесотки овец, Psoroptes ovis, гомологичного аллергенам клещей домашней пыли группы I». Parasite Immunology . 24 (8): 413–22. doi :10.1046/j.1365-3024.2002.00480.x. PMID  12406195. S2CID  37215478.
  11. ^ Chapman, MD; Platts-Mills, TA (август 1980). «Очистка и характеристика основного аллергена из Dermatophagoides pteronyssinus-антигена P1». Журнал иммунологии . 125 (2): 587–92. PMID  6771329.
  12. ^ abcdefgh Чапман, Мартин Д.; Вюншманн, Сабина; Помес, Анна (сентябрь 2007 г.). «Протеазы как адъюванты Th2». Current Allergy and Asthma Reports . 7 (5): 363–367. doi :10.1007/s11882-007-0055-6. PMID  17697645. S2CID  35472783.
  13. ^ abcd Thomas, WR; Hales, BJ; Smith, WA (июль 2010 г.). «Аллергены клещей домашней пыли при астме и аллергии». Trends in Molecular Medicine . 16 (7): 321–8. doi :10.1016/j.molmed.2010.04.008. PMID  20605742.
  14. ^ abcdefg Ньютон, Гэри К.; Перриор, Тревор Р.; Дженкинс, Керри; Мейджор, Мериэль Р.; Кей, Ребека Э.; Стюарт, Марк Р.; Фёрт-Кларк, Стюарт; Ллойд, Стивен М.; Чжан, Цзихуэй; Фрэнсис-Ньютон, Никола Дж.; Ричардсон, Джонатан П.; Чэнь, Цзе; Лай, Пей; Гаррод, Дэвид Р.; Робинсон, Клайв (26 ноября 2014 г.). «Открытие мощных, селективных и обратимых ингибиторов пептидазы клещей домашней пыли аллергена Der p 1: инновационный подход к лечению аллергической астмы». Журнал медицинской химии . 57 (22): 9447–9462. doi : 10.1021/jm501102h. PMC 4257840. PMID  25365789 . 
  15. ^ abcdefgh Герман, Дж; Телен, Н; Смаргьяссо, Н.; Майё, AC; Люксен, А; Клос, М; Де Пау, Э; Шевинье, А; Галлени, М; Дюмез, Мэн (март 2014 г.). «Der p 1 является основным активатором Der p 3, Der p 6 и Der p 9, протеолитических аллергенов, продуцируемых клещом домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 1840 (3): 1117–24. дои : 10.1016/j.bbagen.2013.11.017. hdl : 2268/163997 . ПМИД  24291687.
  16. ^ abcd Vrtala, S; Huber, H; Thomas, WR (1 марта 2014 г.). "Рекомбинантные аллергены клещей домашней пыли". Методы . 66 (1): 67–74. doi :10.1016/j.ymeth.2013.07.034. PMC 4582397. PMID 23911838  . 
  17. ^ abcd Zhang, J.; Hamilton, JM; Garrod, DR; Robinson, C. (ноябрь 2007 г.). «Взаимодействия между зрелым Der p 1 и его свободным продоменом указывают на принадлежность к новому семейству пептидаз C1». Allergy . 62 (11): 1302–1309. doi :10.1111/j.1398-9995.2007.01492.x. PMID  17919146. S2CID  11144482.
  18. ^ ab Shafique, Rubaba Hamid; Klimov, Pavel B.; Inam, Muhammad; Chaudhary, Farhana Riaz; OConnor, Barry M. (10 декабря 2014 г.). "Гены аллергенов группы 1 у двух видов клещей домашней пыли, Dermatophagoides farinae и D-pteronyssinus (Acari: Pyroglyphidae): прямое секвенирование, характеристика и полиморфизм". PLOS ONE . ​​9 (12): e114636. doi : 10.1371/journal.pone.0114636 . PMC 4262422 . PMID  25494056. 
  19. ^ "Dermatophagoides pteronyssinus антиген p 1". Медицинские предметные рубрики Национальной медицинской библиотеки США . Получено 3 апреля 2015 г.
  20. ^ abc Cruz, Luz Mary; Lopez-Malpica, Fernando; Diaz, Ana Maria (июнь 2008 г.). «Анализ перекрестной реактивности между аллергенами группы 1 от клещей». Журнал наук о здоровье Пуэрто-Рико . 27 (2): 163–170. PMID  18616045.
  21. ^ ab Thomas, WR; Hales, BJ; Smith, WA (сентябрь 2005 г.). «Структурная биология аллергенов». Current Allergy and Asthma Reports . 5 (5): 388–393. doi :10.1007/s11882-005-0012-1. PMID  16091212. S2CID  2552454.
  22. ^ ab "DERF1 - предшественник пептидазы 1 - Dermatophagoides farinae (американский клещ домашней пыли)". UniProt . Получено 12 апреля 2015 г.
  23. ^ abc "Предшественник пептидазы 1 - Psoroptes ovis (чесоточный клещ овец)". UniProt . Получено 12 апреля 2015 г.
  24. ^ abcd NISBET, AJ; MacKELLAR, A.; McLEAN, K.; BRENNAN, GP; HUNTLEY, JF (18 сентября 2006 г.). «Эукариотическая экспрессия рекомбинантного Pso o 1, аллергена Psoroptes ovis, и его локализация в клеще». Паразитология . 134 (1): 83–9. doi :10.1017/S0031182006001235. PMID  16978441. S2CID  46361359.
  25. ^ ab Kalsheker, NA; Deam, S.; Chambers, L.; Sreedharan, S.; Brocklehurst, K.; Lomas, DA (1996). «Аллерген клещей домашней пыли Der p1 каталитически инактивирует α1-антитрипсин путем специфического реактивного расщепления петли центра: механизм, способствующий воспалению дыхательных путей и астме». Biochem. Biophys. Res. Commun . 221 (1): 59–61. doi :10.1006/bbrc.1996.0544. PMID  8660343.
  26. ^ Ван, Хонг; Уинтон, Хелен Л.; Зоеллер, Кристиан; Тови, Юэн Р.; Грюнерт, Дитер К.; Томпсон, Филип Дж.; Стюарт, Джеффри А.; Тейлор, Грэм В.; Гаррод, Дэвид Р.; Кэннелл, Марк Б.; Робинсон, Клайв (1 июля 1999 г.). «Der p 1 способствует трансэпителиальной доставке аллергенов путем нарушения плотных контактов». Журнал клинических исследований . 104 (1): 123–133. doi :10.1172/JCI5844. PMC 408401. PMID  10393706 . 
  27. ^ ab Schulz, O.; Sewell, HF; Shakib, F. (1998). «Протеолитическое расщепление CD25, α-субъединицы рецептора интерлейкина 2 человеческих Т-клеток, Der p 1, основного аллергена клещей с активностью цистеиновой протеазы». J. Exp. Med . 187 (2): 271–275. doi :10.1084/jem.187.2.271. PMC 2212095. PMID 9432986  . 
  28. ^ Томас, Б.; Хип, П.; Карсвелл, Ф. (1991). «Ультраструктурная локализация аллергена Der p I в кишечнике клеща домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus». Международный архив аллергии и прикладной иммунологии . 94 (1–4): 365–7. doi :10.1159/000235405. PMID  1937901.
  29. ^ abc Баннерджи, С.; Вебер, М.; Блатт, К.; Свобода, И.; Фокке-Тейкл, М.; Валент, П.; Валента, Р.; Вртала, С. (15 мая 2014 г.). «Преобразование Der p 23, нового основного аллергена клещей домашней пыли, в гипоаллергенную вакцину». Журнал иммунологии . 192 (10): 4867–75. doi :10.4049/jimmunol.1400064. PMC 4582415. PMID  24733847 . 
  30. ^ "Dermatophagoides farinae антиген f 1". Медицинские предметные рубрики Национальной медицинской библиотеки США . Получено 3 апреля 2015 г.
  31. ^ Takai, T.; Kato, T.; Sakata, Y.; Yasueda, H.; Izuhara, K.; Okumura, K.; Ogawa, H. (2005). «Рекомбинантные Der p 1 и Der f 1 проявляют активность цистеиновой протеазы, но не активность сериновой протеазы». Biochem. Biophys. Res. Commun . 328 (4): 944–952. doi :10.1016/j.bbrc.2005.01.051. PMID  15707969.
  32. ^ Престер, Льерка (апрель 2012 г.). «Аллергены членистоногих в городских домах». Архив За Хигиену Рады и Токсикологии . 63 (Приложение-1): 47–51. дои : 10.2478/10004-1254-63-2012-2125 . ПМИД  22548852.
  33. ^ Като, Т.; Такай, Т.; Фудзимура, Т.; Мацуока, Х.; Огава, Т.; Мураяма, К.; Ишии, А.; Икеда, С.; Окумура, К.; Огава, Х. (сентябрь 2009 г.). «Сериновая протеаза клещей активирует активируемый протеазой рецептор-2 и вызывает высвобождение цитокинов в кератиноцитах человека». Аллергия . 64 (9): 1366–1374. doi :10.1111/j.1398-9995.2009.02023.x. PMID  19416145. S2CID  20947793.
  34. ^ ab Hales, BJ; Thomas, WR (август 1997 г.). "Сенсибилизация Т-клеток к эпитопам клещей домашней пыли Dermatophagoides pteronyssinus и Euroglyphus maynei". Clinical and Experimental Allergy . 27 (8): 868–875. doi :10.1046/j.1365-2222.1997.840895.x. PMID  9291282.

Внешние ссылки