الجيلاتينيز

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الجيلاتينيزات هي إنزيمات قادرة على تحليل الجيلاتين من خلال التحلل المائي ، وتلعب دورًا رئيسيًا في تحليل المادة الخلوية خارج الخلية وإعادة تشكيل الأنسجة . تُصنف الجيلاتينيزات ضمن عائلة الميتالوبروتينيزات المصفوفية (MMP)، وهي عائلة من الإنزيمات التي تعتمد على الزنك كعامل مساعد، وتستطيع تحليل أجزاء من المادة الخلوية خارج الخلية . [ 1 ] تضم الميتالوبروتينيزات المصفوفية مجموعات فرعية متعددة، منها الجيلاتينيز A ( MMP-2 ) والجيلاتينيز B  ( MMP-9 ). تُخصص للجيلاتينيزات أرقام مختلفة وفقًا لتصنيف لجنة الإنزيمات : يستخدم الجيلاتينيز A الرقم 3.4.24.24، بينما يستخدم الجيلاتينيز B الرقم 3.4.24.35، حيث تتطابق الأرقام الثلاثة الأولى. أما الرقم الأول، 3، فيُشير إلى الفئة. إنزيمات الفئة 3 هي إنزيمات محللة ، أي أنها تحفز تفاعلات التحلل المائي، أي أنها تكسر الروابط في وجود الماء. يمثل الرقم التالي الفئة الفرعية 4، أو البروتيازات ، وهي إنزيمات تحلل الروابط الببتيدية في البروتينات. أما الرقم التالي فيمثل الفئة الفرعية الثانية من 24، والتي تتكون من ميتالوإندو ببتيدازات تحتوي على أيونات معدنية في مواقعها النشطة، وفي هذه الحالة الزنك، مما يساعد في كسر الروابط الببتيدية. الجزء الأخير من رقم EC هو الرقم التسلسلي، الذي يُحدد إنزيمات معينة ضمن فئة فرعية ثانية. يُمثل الرقم 24 الجيلاتينيز A، وهو ميتالوبروتينيز يُحلل الجيلاتين والكولاجين، بينما يُمثل الرقم 35 الجيلاتينيز B، الذي يُحلل الروابط الببتيدية. [ 2 ]

تطبيق الجيلاتينيز في الأنواع

توجد إنزيمات الجيلاتينيز في العديد من حقيقيات النوى ، بما في ذلك الثدييات والطيور؛ والبكتيريا (مثل الزائفة الزنجارية والسيراتية الذابلة )؛ والفطريات ، ولكن قد تختلف هذه الإنزيمات بين الأنواع بناءً على نوع الجيلاتينيز ووظيفته. في البشر، تُعدّ إنزيمات الماتريكس ميتالوبروتينيز MMP2 و MMP9 هي الجيلاتينيز المُعبَّر عنها . [ 3 ] بالإضافة إلى ذلك، ثبت أن الجيلاتينيز A (MMP2) وB (MMP9) يُساعدان في تكوين أوعية دموية جديدة في قرنيات الفئران والأرانب عند تعرضها لتلف القرنية. يمكن أن تُؤدي جروح القرنية في هذه القوارض إلى زيادة التعبير عن الإنزيم ونشاطه. يُساعد الجيلاتينيز في إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلوية التالفة (ECM) عن طريق إزالة بروتينات المصفوفة التالفة (بواسطة MMP-9)، مما يُؤدي إلى استجابة تكوين الأوعية الدموية، أو تكوين أوعية دموية جديدة. يُشير هذا إلى وجود إعادة تشكيل للكولاجين في نسيج إصلاح سدى القرنية بواسطة الجيلاتينيز. [ 4 ]

مسار الإنزيم

تستخدم هذه البروتيازات المتخصصة التحلل المائي لتفكيك الجيلاتين عبر خطوتين متتاليتين. تُنتج الخطوة الأولى عديدات الببتيد، تليها الأحماض الأمينية (عادةً أحماض ألفا الأمينية ). [ 5 ] في هذه الحالة، يكون الجيلاتين هو المادة المتفاعلة ، والنواتج هي عديدات الببتيد المتكونة. يرتبط إنزيم الجيلاتينيز بالجيلاتين، المادة المتفاعلة، نظرًا لخصوصية تفاعلات الارتباط على سطح الخلية. يعمل التحفيز، المرتبط بأيون الزنك وبقايا الأحماض الأمينية، على كسر الروابط الببتيدية إلى عديدات ببتيد من خلال الانشطار. تُحوّل عديدات الببتيد لاحقًا إلى أحماض أمينية، وهي الخطوة المتتالية الثانية وناتج التفاعل. تعمل بروتينات إضافية، مثل TIMP-2 وغيرها من مثبطات TIMP ، كمثبطات لتنظيم المسار الإنزيمي والتحكم فيه عن طريق الارتباط بالموقع النشط لإنزيم الجيلاتينيز، مما يمنع تحلل المادة المتفاعلة. [ 6 ]

ارتباط سطح الخلية

تستطيع الجيلاتينيزات تنظيم التنشيط والنشاط الإنزيمي من خلال التفاعلات على سطح الخلية. وتنظم البروتينات السطحية وظائف مثل التموضع والتثبيط والابتلاع. ويؤدي ارتباط الإنزيم بالسطح إلى تقاربه مع ركائز معينة في الفراغ المحيط بالخلية لتنظيم وظيفة إنزيمات الماتريكس المعدنية (MMPs). ويسمح التموضع لهذه الإنزيمات بتحليل عناصر محددة من الغشاء الخلوي الخارجي (EMC) من خلال ارتباطها الوثيق بسطح الخلية. [ 7 ]

البنى البلورية

تحتوي الجيلاتينيزات على نطاق تحفيزي (يقع في المنطقة الطرفية C)، وهو ضروري للنشاط الإنزيمي وتحلل الروابط الببتيدية في جزيئات الركيزة. يتكون هذا النطاق من خمسة خيوط بيتا في صفيحة بيتا ملتوية، مرتبطة ببعضها بواسطة ثلاثة حلزونات ألفا . يقع الموقع النشط بين خيط بيتا وحلزون ألفا، ويحمل بقايا الهيستيدين ، مع حلزون آخر يحمل بقايا هيستيدين، مكونًا حلقات. ترتبط بقايا الهيستيدين هذه بأيون زنك تحفيزي، يلعب دورًا هامًا في تحفيز تحلل الروابط الببتيدية في البروتينات. يوجد أيضًا في المنطقة الطرفية C نطاق شبيه بالهيموبكسين، يتفاعل مع جزء من غشاء الخلية. [ 8 ] يساهم هذا النطاق في خصوصية الإنزيم، وقدرته على الارتباط، وتحديد موقعه، ويتكون من أربع شفرات ذات صفائح بيتا متوازية عكسيًا. [ ٩ ] علاوة على ذلك، يوجد الفيبرونيكتين من النوع الثاني (FNII)، وهو مهم للتعرف على الجيلاتين وطيه وتنسيق تفاعلاته نظرًا لمشاركته في تفاعلات البروتين-بروتين، كما أنه ضروري لتحديد نوعية الركيزة. يتكون FNII من صفيحتين بيتا مزدوجتي السلاسل متوازيتين عكسيًا. قد تختلف البنى الأولية لإنزيمات MMP الفردية في تركيب نطاقاتها، ويساعد ترتيب هذه النطاقات والبنى في طي الإنزيم واستقراره، إذ أن الطي هو ما يعزز نشاط الإنزيم.

المواقع النشطة

بعض الجيلاتينيزات هي بروتينات تعتمد على الزنك. تقع المواقع النشطة المعروفة لهذه البروتينات في المجالات التحفيزية، وتحتوي عادةً على ذرة زنك في موقع محدد، وهو أمر بالغ الأهمية للتحفيز. تحتوي المواقع النشطة أيضًا على بقايا الهيستيدين والغلوتامات ، مما يُشكل منطقة الموقع النشط التحفيزي المرتبط بالزنك. [ 10 ] تتناسق هذه البقايا مع أيون الزنك لتحقيق الاستقرار والتشكيل. يُساعد هذا الموقع النشط في تحلل الروابط الببتيدية في الركائز، مثل الجيلاتين والكولاجين، نظرًا لتناسق أيونات الزنك مع بقايا الأحماض الأمينية . كما أنها تؤثر على تحفيز الجيلاتينيز وارتباطه بالركائز. [ 11 ]

مراجع

  1. ↑ جيرلاش، راكيل ف.؛ ميسكياري، سيزار أ.؛ ماركاتشيني، أندريا م.؛ بالي، آنا سي تي؛ ساندريم، فاليريا سي.؛ كافالي، ريكاردو سي.؛ تانوس-سانتوس، خوسيه إي. (2009-07-01). "ارتباطات إيجابية بين مستويات ميتالوبروتينيز المصفوفة (MMP)-2 أو MMP-9 في مصل وبلازما الدم في حالات مرضية" . الكيمياء السريرية وطب المختبرات . 47 (7): 888-891 . doi : 10.1515/CCLM.2009.203 . ISSN 1437-4331 . PMID 19575552 .  
  2. ↑ وايت، جون س.؛ وايت، دوروثي س. (10 يوليو 1997). كتاب مصادر الإنزيمات . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-8493-9470-6.
  3. ↑ "جيلاتينيز" . قاموس طبي . فارلكس وشركاؤه. 2009. تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2023 – عبر القاموس الحر.
  4. ↑ فيني، م. إليزابيث؛ جيرارد، ماري ت.؛ ماتسوبارا، ماساو (28-05-2009). "الإنزيمات المحللة للكولاجين/الجيلاتين في التئام جروح القرنية" . مجلة طب العيون . 70 (S202): 26-33 . doi : 10.1111/j.1755-3768.1992.tb02165.x . PMID 1322008 . 
  5. ↑ إيكبينيونغ م، أسيتوك أ، أودي أ، أنتاي س (2016). "إنتاج وحركية نشاط الجيلاتينيز بواسطة سيراتيا sp.SLO3" . المجلة النيجيرية للمبيدات الحيوية . 1 (1): 70-82 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2024 - عبر ResearchGate.
  6. ↑ مورفي، جيليان؛ دوهرتي، أندرو جيه بي (1992). "الميتالوبروتيازات المصفوفية ومثبطاتها" . المجلة الأمريكية لبيولوجيا الخلية الجزيئية التنفسية . 7 (2): 120-125 . doi : 10.1165/ajrcmb/7.2.120 . PMID 1497900 . 
  7. ↑ فريدمان، رافائيل؛ توث، مارتا؛ تشفيركوفا، إيرينا؛ مروه، سامي ع.؛ مبشري، شهريار (1 يونيو 2003). "ارتباط ميتالوبروتينيز المصفوفة-9 (جيلاتينيز ب) بسطح الخلية" . مراجعات السرطان والنقائل . 22 (2): 153-166 . doi : 10.1023/A:1023091214123 . ISSN 1573-7233 . 
  8. ↑ تورداي، هيدفيج؛ باتي، لازلو (يناير 1999). "موقع ارتباط الجيلاتين في النطاق الثاني من النوع الثاني لجيلاتينيز A/MMP-2" . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 259 ( 1-2 ): 513-518 . doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00070.x . ISSN 0014-2956 . PMID 9914534 .  
  9. ↑ ليبسون، أندرو م.؛ جيتيس، أبوستولوس ج.؛ كولير، إيفان إي.؛ مارمر، باري ل.؛ غولدبيرغ، غريغوري آي.؛ لاتمان، إيتون إي. (نوفمبر 1995). "البنية البلورية للنطاق الطرفي الكربوكسيلي الشبيه بالهيموبكسين للجيلاتينيز أ" . مجلة نيتشر للبيولوجيا البنيوية . 2 (11): 938-942 . doi : 10.1038/nsb1195-938 . ISSN 1545-9985 . PMID 7583664 .  
  10. ↑ فريدمان، رافائيل؛ توث، مارتا؛ تشفيركوفا، إيرينا؛ مروه، سامي ع.؛ مبشري، شهريار (1 يونيو 2003). "ارتباط ميتالوبروتينيز المصفوفة-9 (جيلاتينيز ب) بسطح الخلية" . مراجعات السرطان والنقائل . 22 (2): 153-166 . doi : 10.1023/A:1023091214123 . ISSN 1573-7233 . 
  11. ↑ كليفيلد أو، فان دين ستين بي إي، فرينكل أ، تشينغ إف، جيانغ إتش إل، أوبديناكر جي، ساجي آي (نوفمبر 2000). "التوصيف البنيوي للموقع النشط التحفيزي في الجيلاتينيز ب الطبيعي الكامن والنشط من العدلات البشرية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 275 (44): 34335-34343 . doi : 10.1074/jbc.M005714200 . PMID 10938090 .