Metaloproteinases

As metaloproteínas são enzimas que degradam a proteína e precisam de um átomo metálico para ativar

O que são metaloproteinases?

As Metaloproteinases, ou metaloproteas, são enzimas que degradam proteínas e que exigem a presença de um átomo metálico para ter atividade. Aqueles que executam todas as atividades realizadas por uma célula são as enzimas.

Eles estão envolvidos em numerosos processos fisiológicos e patológicos do organismo e cumprem várias funções regulatórias e moduladoras, como cicatrização de feridas, angiogênese ou metástase de células tumorais.

Coletivamente, essas enzimas são chamadas de protenas ou proteases. O grupo de proteases que exigem que um átomo metálico seja ativo é chamado de metaloproteinases.

Características das metaloproteinases

- Talvez o mais diversificado grupo de protease dos seis que existam. As proteases são classificadas de acordo com seu mecanismo catalítico. Esses grupos são proteases de cisteína, serina, treonina, ácido aspártico, ácido glutâmico e metaloproteinases.

- Todas as metaloproteinases exigem que um átomo metálico seja capaz de executar seu corte catalítico. Os metais presentes nas metaloproteinases incluem principalmente zinco, mas outras metaloproteinases usam cobalto.

- Para desempenhar sua função, o átomo metálico deve ser coordenado com a proteína. Isso é feito através de quatro pontos de contato: três deles usam alguns dos aminoácidos com carga de histidina, lisina, arginina, glutamato ou aspartato. O quarto ponto de coordenação é feito por uma molécula de água.

Funções de metaloproteinase

O papel mais importante das metaloproteinases é o de Regular o comportamento celular. Isso é conseguido controlando a presença e a presença de reguladores transcricionais, mediadores de resposta, receptores, proteínas estruturais da membrana e organelas internas, etc.

Dependendo do modo de degradação, as proteases, incluindo metaloproteinases, são classificadas como endoproteas (metaloendoproteas) ou exoproteas (metalloexoproteasas).

As primeiras proteínas degradadas de uma das extremidades da proteína (ou seja, amino ou carboxil). Endoproteas, pelo contrário, fazem cortes dentro da proteína com uma certa especificidade.

Modificação de proteínas

As metaloproteinases podem participar da modificação (maturação) de algumas proteínas em processos pós-traducionais.

Isso pode ocorrer concomitantemente com ou depois da síntese da proteína branca ou no local final, onde reside para exercer sua função. Isso geralmente é alcançado com a segmentação de um número limitado de desperdício de aminoácidos da molécula branca.

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Classificação da metaloproteinase

A União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular estabeleceu um sistema de classificação de enzimas. Este sistema identifica enzimas por letras da CE e um sistema codificado de quatro números.

A primeira edição identifica enzimas de acordo com seu mecanismo de ação e as divide em seis grandes classes.

O segundo número os separa de acordo com o substrato em que eles agem. Os outros dois números fazem divisões ainda mais específicas.

Como as metaloproteinases catalisam as reações de hidrólise, são identificadas com o número EC4, de acordo com este sistema de classificação. Além disso, eles pertencem à subclasse 4, que abriga todas as hidrolases que agem em links peptídicos.

As metaloproteinases, como o restante das proteinases, podem ser classificadas de acordo com o local da cadeia polipeptídica que ataca.

Metaloproteinases exopeptidase

Eles agem nas ligações peptídicas dos aminoácidos terminais da cadeia polipeptídica. Todas.

Metaloproteinases endopeptídeos

Eles agem em qualquer ligação peptídica dentro da cadeia polipeptídica, resultando em duas moléculas polipeptídicas de menor peso molecular.

Muitas das metaloproteinases com um único ato de íons de metal catalítico dessa maneira. Aqui estão as metaloproteínas da Metrix e as proteínas Adam.

Metaloproteínas da Metrix (MMP)

Eles são enzimas capazes de agir com alguns componentes da matriz extracelular. A matriz extracelular é o conjunto de todas as substâncias e materiais que fazem parte de um tecido e que são encontrados na parte externa das células.

Eles são um grande grupo enzimático presente nos processos fisiológicos e participam de alterações morfológicas e funcionais de muitos tecidos.

Nos músculos esqueléticos, por exemplo, eles desempenham um papel importante na formação, remodelação e regeneração do tecido muscular. Eles também agem sobre os vários tipos de colágenos presentes na matriz extracelular.

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

Enzimas hidrolíticas que agem no colágeno do tipo I, II e III que estão entre as células. Produto do catabolismo dessas substâncias é o colágeno desnaturado, ou gelatina.

Nos vertebrados, essa enzima é produzida por diferentes células, como fibroblastos e macrófagos, bem como células epiteliais. Eles também podem agir em outras moléculas de matriz extracelular.

Judeu (MMP-2, MMP-9)

Contribuir no processo de catabolismo dos colegas do tipo I, II e III. Eles também agem no colágeno ou gelatina desnaturados obtidos após a ação das colagenases.

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

Eles agem em colágenos tipo IV e outras moléculas de matriz extracelular associadas ao colágeno. Sua atividade na gelatina é limitada.

Matrilisinas (MMP-7, MMP-26).

São estruturalmente mais simples metaloproteinase do que o restante. Eles estão relacionados às células epiteliais do tumor.

Metaloproteas associadas à membrana (MT-MMP)

Fazem parte das membranas basais. Eles participam das atividades proteolíticas de outras metaloproteinases da matriz.

Neprilisin

A neprilisina é uma metaloproteinase da matriz que tem zinco como um íon catalisador. É responsável por hidrolisando peptídeos no resíduo hidrofóbico amino-terminal.

Essa enzima é encontrada em numerosos órgãos, incluindo rim, cérebro, pulmão, músculo liso vascular, bem como em células endoteliais, cardíacas, sangue, gordura e fibroblast.

A neprilisina é essencial para a degradação metabólica de peptídeos vasoativos. Alguns desses peptídeos atuam como vasodilatadores, mas outros têm efeitos vasoconstritores.

A inibição da neprisilina, juntamente com a inibição do receptor da angiotensina, tornou -se uma terapia alternativa muito promissora no tratamento de pacientes com falhas cardíacas.

Outras metaloproteínas da Metrix

Existem algumas metaloproteinases que não entram em nenhuma das categorias anteriores. Exemplo deles são o MMP-12, MMP-9, MMP-20, MMP-22, MMP-23 e MMP-28.

Proteínas Adam

O Adam (uma dissintegrina e metaloprotease, para seu acrônimo em inglês) é um grupo de metaloproteinases, conhecido como metaloproteas-dessengrinas.

Estes incluem enzimas que cortam ou eliminam porções de proteína que são excluídas da célula pela membrana deste.

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Alguns Adam, especialmente em humanos, carecem de um domínio funcional de protease. Entre suas principais funções estão agindo em espermatogênese e esperma-subsídio. Eles são um componente importante do veneno de muitas cobras.

Efeitos na saúde

Qualquer alteração no funcionamento das metaloproteinases pode ter efeitos indesejados na saúde do ser humano. Além disso, alguns outros processos patológicos envolvem a participação deste importante grupo de enzimas.

Metrix 2 metaloproteinase, por exemplo, desempenha um papel importante na invasão, progressão e metástase do câncer, incluindo câncer de endométrio. Em outros casos, a alteração da homeostase do MME tem sido relacionada à artrite, inflamação e alguns tipos de câncer.

Patologias associadas

Foi determinado que as enzimas da família MMP participam do desenvolvimento de várias doenças: pele, disfunções vasculares, cirrose, enfisema pulmonar, isquemia cerebral, artrite, periodontite e metástases de câncer, entre outras, entre outras.

Acredita -se que a grande variedade de formas que podem ocorrer nas metaloproteínas da matriz podem favorecer a alteração de vários mecanismos de regulação genética, levando a uma mudança no perfil genético.

Para inibir o desenvolvimento de patologias associadas ao MMP.

Inibidores naturais foram isolados de numerosos organismos marinhos, incluindo peixes, moluscos, algas e bactérias.

Inibidores sintéticos, por outro lado, geralmente contêm um grupo quelante que se liga ao íon metal catalítico e ao inativo. No entanto, os resultados obtidos não foram conclusivos.

Usos terapêuticos

As metaloproteínas da Metrix têm vários usos terapêuticos:

- Eles são usados ​​para tratar queimaduras, bem como vários tipos de úlceras.

- Também para eliminar os tecidos de cicatrizes e facilitar o processo de regeneração em transplantes de órgãos.

Referências

1. Caley, m. P., Martins, v. eu. C., O'Toole, e. PARA. (2015). Metaloproteinases e cicatrização de feridas. Avanços no cuidado de feridas.
2. Löffek, s., Schilling, ou., Franzke, c.-C. (2011). Papel biológico das metaloproteinases da matriz: um equilíbrio crítico. Jornal respiratório europeu.
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