biochemia metaloproteazy

| Mstatmtem tmMNimCM    ■• ■    __

się od kilku minut do kilku dni. a nawet Kolagenaza-1, zwana śródmiąższową tygodni. Szybkość rozkładu białek zależy (MMP-1), trawi kolageny typu: I, II, III,

od stanu fizjologicznego narządu, np. w mięśniu macicy będącej w stanie „spoczynku" proteoliza jest powolna, a w okresie poporodowej inwolucji bardzo szybka.l Degradacja białek mięśni szkieletowych zwiększa się podczas głodu.

17.1.3. Rozpad białek

pozakomórkowych

Macierz pozakomórkowa skupia około połowy wszystkich białek organizmu ludzkiego. Głównym białkiem pozakomórko-wym jest kolagen. Dość obficie występują: elastyna, glikoproteiny błon podstawnych (laminina. nidogen, fibronektyna) i rdzenie białkowe proteogiikanów. Degradacja białek macierzy pozakomórkowej zachodzi z udziałem metaloproteinaz. Enzymy te w swoich centrach aktywnych zawierają atom cynku. Noszą nazwę metaloproteinaz macierzy pozakomórkowej MMP (matrix metalloproteinases). Są syntetyzowane i wydzielane poza komórkę w postaci nieaktywnych prekursorów, zwanych zymogenami, które drogą ograniczonej proteolizy odłączają fragment polipep-tydowy, przechodząc w formę aktywną. Metaloproteinazy są wiązane przez składniki macierzy pozakomórkowej. Opisano ponad 20 MMP. Każdej z nich przypisano określony numer, niektórym nadano nazwy zwyczajowe, nawiązujące do nazw trawionych przez nie substratów.

Wszystkie metaloproteinazy są endo-peptydazami. Powodują jedynie wstępną (ograniczoną) degradację substratów białkowych. Produkty proteolizy, zachodzącej poza komórką, ulegają endocytozie i dalej są rozkładane przez proteazy wewnątrzkomórkowe do produktów drobnocząstecz-kowych. Najlepiej poznanymi mctalopro-teinazami są /colagenazy i żelatynazy.

VII, VIII, X, żelatynę (zdenaturowany kolagen) i rdzenie białkowe proteoglika-nów.

Kołagenaza-2, zwana neutrofilową (MMP-8), występująca w granulocytach obojętnochłonnych, trawi kolageny typu: I, II i III.

Kolagenaza-3 (MMP-13) trawi kolageny typu: II, III, VII, X i żelatynę.

Kolagenaza-4 (MMP-18) trawi kolagen typu I.

Żelatynaza A (MMP-2) trawi żelatynę, kolageny typu: IV, V, VII i XI, fibronek-tynę, elastynę i rdzenie białkowe proteo-glikanów.

Żelatynaza B (MMP-9) trawi żelatynę, kolageny typu: I, III, IV, V, elastynę i rdzenie białkowe proteogiikanów.

Trawienie kolagenu cechuje się szczególną specyfiką. Struktura potrójnej helisy sprawia, że to białko jest oporne na działanie większości enzymów proteolitycznych, natomiast kolagen zdenaturowany (żelatyna) jest łatwo rozkładany przez różne proteazy. Metaloproteinazy, trawiące na-tywny kolagen w obrębie jego struktury trihclikalnej, noszą nazwę kolagenaz. Pod działaniem kolagenazy tkankowej (kolage-nazy bakteryjne działają inaczej) cząsteczka kolagenu — tropokolagen, rozpada się na dwa wielkocząsteczkowe produkty: tropokolagen A i tropokolagen B, które charakteryzują się niską temperaturą de-naturacji. Tracą strukturę trihelikalną już w fizjologicznej temperaturze organizmu, wnikają do komórki drogą endocytozy i są dalej trawione przez proteazy wewnątrzkomórkowe do produktów drobnoczą-stoczkowych (ryc. 17.4).

Oprócz kolagenaz i żelatynaz, w macierzy pozakomórkowej funkcjonuje wiele innych metaloproteinaz. Na ogół wykazują małą swoistość substratową. Trawią przede wszystkim rdzenie białkowe proteoglika-nów, lamininę, fibronektynę i elastynę oraz

Ryć. 17.4. Rozkład cząsteczki tropokolagenu (TK) przez kolagenazę tkankową oraz produktów kolagenolizy przez nieswoiste proteazy tkankowe. TK* - tropokolagen A, TKe - tropokolagen B

uczestniczą w konwersji białek prekurso-rowych do form biologicznie użytecznych (np. prokolagenu w kolagen, zymogenu w aktywną proteazę).

Aktywność MMP jest regulowana m.in. przez polipeptydowe tkankowe inhibitory metaloproteinaz — T1MP (tissue inhibilors of metalloproteinases).

303