الكولاجيناز الخلالي

الموسوعة الحرة

إنزيم الكولاجيناز الخلالي ، المعروف أيضًا باسم كولاجيناز الخلايا الليفية وميتالوبروتينيز المصفوفة-1 ( MMP-1 )، هو إنزيم يُشفَّر في الإنسان بواسطة جين MMP1 . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] يُعد هذا الجين جزءًا من مجموعة جينات MMP الموجودة على الكروموسوم 11q22.3. [ 2 ] كان MMP-1 أول كولاجيناز فقاري يُنقى إلى درجة عالية من النقاء كبروتين، ويُستنسخ كـ cDNA . [ 5 ] [ 6 ] يُقدَّر الوزن الجزيئي لـ MMP-1 بحوالي 54 كيلو دالتون. [ 7 ]

بناء

يمتلك MMP-1 بنية نموذجية تتكون من نطاق أولي، ونطاق أولي، ونطاق تحفيزي ، ومنطقة رابطة، ونطاق شبيه بالهيموبكسين . [ 8 ] نُشرت البنية الأولية لـ MMP-1 لأول مرة بواسطة غولدبيرغ وآخرون. [ 6 ] يُستخدم حاليًا نظامان رئيسيان لتسمية البنية الأولية، النظام الأصلي الذي يبدأ فيه ترقيم الأحماض الأمينية من الببتيد الإشاري، ونظام آخر يبدأ فيه ترقيم الأحماض الأمينية من النطاق الأولي (تسمية الإنزيم الأولي).

المجال التحفيزي

تتشابه المجالات التحفيزية لإنزيمات MMPs في خصائصها، حيث تتخذ شكلاً بيضاوياً مفلطحاً بقطر يبلغ حوالي 40 أنغستروم. [ 9 ] وعلى الرغم من تشابه المجالات التحفيزية لإنزيمات MMPs، إلا أن هذه المقالة ستركز فقط على السمات الهيكلية للمجال التحفيزي لإنزيم MMP-1.

الخصائص الهيكلية العامة

يتكون النطاق التحفيزي لـ MMP-1 من خمسة خيوط بيتا شديدة الالتواء (sI-sV)، وثلاثة حلزونات ألفا (hA-hC)، وثماني حلقات إجمالاً، تحيط بخمسة أيونات معدنية، ثلاثة منها Ca 2+ واثنان Zn 2+ ، أحدهما له دور تحفيزي. [ 10 ]

يبدأ النطاق التحفيزي (CAT) لإنزيم MMP-1 بالحمض الأميني F100 (CAT غير المبتور) كأول حمض أميني في الحلقة الطرفية N لنطاق CAT. وكان أول تركيب منشور بالأشعة السينية لنطاق CAT يمثل الشكل المبتور لهذا النطاق، حيث لا توجد الأحماض الأمينية السبعة الأولى. [ 10 ]

بعد الحلقة الأولية، تتبع التسلسلات الصفيحة بيتا الأولى والأطول (sI). تسبق حلقة ثانية حلزون ألفا كبير ذو طبيعة أمفيباثية (hA) يمتد طوليًا عبر موقع البروتين. يلي ذلك خيوط بيتا sII و sIII مفصولة بحلقات خاصة بها، وتُعرف الحلقة الرابعة عادةً باسم "الحلقة القصيرة" التي تربط sII بـ sIII. بعد خيط sIII، يلتقي التسلسل بحلقة مزدوجة على شكل حرف S، وهي ذات أهمية بالغة لبنية الببتيد ونشاطه التحفيزي (انظر لاحقًا)، حيث تمتد إلى "الانتفاخ" الجانبي للشق، وتستمر إلى خيط بيتا الوحيد المتوازي عكسيًا sIV، والذي يُعدّ بالغ الأهمية لربط ركائز الببتيد أو المثبطات عن طريق تكوين رابطة هيدروجينية في السلسلة الرئيسية . بعد sIV، تساهم الحلقة Gln186-Gly192 وخيط بيتا sV، مع العديد من الروابط، في ربط أيونات المعادن المتعددة الموجودة في البروتين (اقرأ المزيد). تلي sV حلقة مفتوحة كبيرة، وقد ثبتت أهميتها في تحديد نوعية الركيزة ضمن عائلة إنزيمات الماتريكس المعدنية (MMPs). [ 11 ] تم تحديد منطقة محددة (183)RWTNNFREY(191) كجزء حاسم من إنزيم الماتريكس المعدني 1 للتعبير عن النشاط الكولاجيني. [ 12 ] في الجزء الطرفي الكربوكسيلي من نطاق CAT، يضم الحلزون ألفا hB، المعروف باسم "حلزون الموقع النشط"، جزءًا من "تسلسل توافق ربط الزنك" HEXXHXXGXXH، وهو تسلسل مميز لعائلة Metzincin الفائقة . [ 13 ] [ 14 ] ينتهي الحلزون ألفا hB فجأة عند Gly225 حيث تبدأ الحلقة الأخيرة من النطاق. تحتوي هذه الحلقة الأخيرة على "حلقة النوعية"، وهي الأقصر في عائلة إنزيمات الماتريكس المعدنية. ينتهي النطاق التحفيزي عند Gly261 بالحلزون ألفا hC.

وظيفة

تُشارك إنزيمات الماتريكس المعدنية (MMPs) في تحطيم المادة الخلوية خارج الخلايا في العمليات الفيزيولوجية الطبيعية، مثل نمو الجنين والتكاثر وإعادة تشكيل الأنسجة، وكذلك في العمليات المرضية، مثل التهاب المفاصل وانتشار السرطان. وعلى وجه التحديد، يقوم إنزيم MMP-1 بتحطيم الكولاجينات الخلالية من النوع الأول والثاني والثالث.

تحفيز إنتاج الميتالوبروتينيز المصفوفي 1 في قرنيات الفئران بواسطة سيبروفلوكساسين ، وأوفلوكساسين، وليفوفلوكساسين ( ب، ج، د) مقارنةً بالدموع الاصطناعية (أ). ريفيجليو وآخرون، 2003.

أنظمة

قد تزيد القوة الميكانيكية من التعبير عن إنزيم MMP1 في خلايا الرباط اللثوي البشري. [ 15 ] أثناء تطور السرطان، يمكن أن يختلّ تنظيم إنزيم MMP1 عبر آليات مختلفة، بما في ذلك تنشيط عنصر عازل يقع بين جيني MMP8 و MMP10 . [ 16 ]

التفاعلات

لقد ثبت أن MMP1 يتفاعل مع CD49b . [ 17 ] [ 18 ]

مراجع

  1. ↑ "UniProt" . www.uniprot.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2022 .
  2. 1 2 EntrezGene 4312
  3. ↑ برينكيرهوف، سي إي، روبي، بي إل، أوستن، إس دي، فيني، إم إي، وايت، إتش دي (فبراير 1987). "الاستنساخ الجزيئي لكولاجيناز الخلايا الزلالية البشرية واختيار جين واحد من الحمض النووي الجينومي" . مجلة التحقيقات السريرية . 79 (2): 542-546 . doi : 10.1172/JCI112845 . PMC 424122. PMID 3027129 .  
  4. ↑ بينداس إيه إم، سانتاماريا آي، ألفاريز إم في، بريتشارد إم، لوبيز-أوتين سي (أكتوبر 1996). "التحديد الدقيق للمواقع الفيزيائية لجينات الميتالوبروتينيز المصفوفي البشري المتجمعة على الكروموسوم 11q22.3". علم الجينوم . 37 (2): 266-268 . doi : 10.1006/geno.1996.0557 . PMID 8921407 . 
  5. ↑ غروس ج، لابير سي إم (يونيو 1962). "النشاط الكولاجيني في أنسجة البرمائيات: اختبار زراعة الأنسجة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 48 (6): 1014-22 . Bibcode : 1962PNAS...48.1014G . doi : 10.1073 / pnas.48.6.1014 . PMC 220898. PMID 13902219 .  
  6. 1 2 غولدبيرغ جي آي، ويلهلم إس إم، كرونبرغر إيه، باور إي إيه، غرانت جي إيه، آيزن إيه زد (مايو 1986). "كولاجيناز الخلايا الليفية البشرية. البنية الأولية الكاملة والتشابه مع بروتين الفئران المُحفَّز بتحوّل الجينات الورمية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 261 (14): 6600-5 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)84605-7 . PMID 3009463 . 
  7. ↑ "26585-1-AP" . www.ptglab.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-10-05 .
  8. ↑ لي جيه، بريك بي، أوهير إم سي، سكارزينسكي تي، لويد إل إف، كاري في إيه، كلارك آي إم، بيج إتش إف، هازلمان بي إل، كاوستون تي إي (يونيو 1995). "بنية الكولاجيناز الزلالي الخنزيري كامل الطول تكشف عن نطاق طرفي كربوكسيلي يحتوي على مروحة بيتا رباعية الشفرات مرتبطة بالكالسيوم" . ستراكشر . 3 (6): 541-549 . doi : 10.1016/S0969-2126(01)00188-5 . PMID 8590015 . 
  9. ↑ تالانت سي، ماريرو أ، غوميس-روث إف إكس (يناير 2010). "الميتالوبروتيازات المصفوفية: طي ووظيفة نطاقاتها التحفيزية" . بيوشيم. بيوفيز. أكتا . 1803 (1): 20-28 . doi : 10.1016/j.bbamcr.2009.04.003 . PMID 19374923 . 
  10. 1 2 سبورلينو جيه سي، سمولوود إيه إم، كارلتون دي دي، بانكس تي إم، فافرا كيه جيه، جونسون جيه إس، كوك إي آر، فالفو جيه، وال آر سي، بولفينو تي إيه (يونيو 1994). "1.56 بنية كولاجيناز الخلايا الليفية البشرية الناضجة والمختزلة". البروتينات . 19 ( 2): 98-109 . doi : 10.1002/prot.340190203 . PMID 8090713. S2CID 23973090 .  
  11. ↑ ماسكوس ك، بودي و (نوفمبر 2003). "الأساس البنيوي للميتالوبروتيازات المصفوفية ومثبطات الأنسجة للميتالوبروتيازات". التكنولوجيا الحيوية الجزيئية . 25 (3): 241-266 . doi : 10.1385/MB:25:3: 241 . PMID 14668538. S2CID 24110599 .  
  12. ↑ تشونغ إل، شيموكاوا ك، ديناكارباندايان د، غرامز ف، فيلدز جي بي، ناغاسي هـ (سبتمبر 2000). "تحديد منطقة (183)RWTNNFREY(191) كجزء حاسم من ميتالوبروتينيز المصفوفة 1 للتعبير عن النشاط الكولاجيني" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 275 (38): 29610-7 . doi : 10.1074/jbc.M004039200 . PMID 10871619 . 
  13. ↑ Bode W, Gomis-Rüth ​​FX, Stöckler W (سبتمبر 1993). "تظهر أستاسينات، وسيراليسينات، وسم الأفعى، وميتالوبروتيازات المصفوفة بيئات ربط الزنك المتطابقة (HEXXHXXGXXH و Met-turn) والطوبولوجيا، ويجب تجميعها في عائلة مشتركة، وهي "ميتزينسينات".". FEBS Lett . 331 ( 1–2 ): 134–40 . Bibcode : 1993FEBSL.331..134B . doi : 10.1016/ 0014-5793 (93)80312-I . PMID 8405391. S2CID 27244239 .  
  14. ↑ ستوكر دبليو، غرامز إف، باومان يو، راينيمر بي، غوميس-روث إف إكس، مكاي دي بي، بودي دبليو (مايو 1995). "الميتزينسينات - العلاقات الطوبولوجية والتسلسلية بين الأستاسينات، والأداماليسينات، والسيراليسينات، والماتريكسينات (الكولاجينازات) تحدد عائلة فائقة من الببتيدازات الزنكية" . علوم البروتين . 4 (5): 823-40 . doi : 10.1002/pro.5560040502 . PMC 2143131. PMID 7663339 .  
  15. ↑ هوانغ إس إف، لي واي إتش، رين واي جيه، كاو زد جي، لونغ إكس (أغسطس 2008). "تأثير تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة في محفز ميتالوبروتينيز المصفوفة-1 (MMP-1) على التعبير عن MMP-1 المُحفز بالقوة في خلايا الرباط اللثوي البشري". المجلة الأوروبية لعلوم الفم . 116 (4): 319-323 . doi : 10.1111/j.1600-0722.2008.00552.x . PMID 18705799 . 
  16. ↑ ليناس-أرياس ب، إنسينيات-مينديز م، إينيغيز-مونيوز س، أوروزكو ج، فالديز ب (نوفمبر 2023). " عزل الكروماتين يُنسق إعادة برمجة التعبير الجيني لمجموعة جينات الميتالوبروتينيز المصفوفي في أورام سرطان الثدي العدوانية" . السرطان الجزيئي . 22 (4) 190. doi : 10.1186/s12943-023-01906-8 . PMC 10683115. PMID 38017545 .  
  17. ↑ ستريكر تي بي، دومين جيه إيه، ديكسون إس كيه، تشونغ إل، ناغاسي إتش، باركس دبليو سي، سانتورو إس إيه (أغسطس 2001). "التحليل البنيوي لتفاعل نطاق ألفا 2 من الإنتغرين I مع البروكولاجيناز-1 (ميتالوبروتينيز المصفوفة-1)" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (31): 29375-81 . doi : 10.1074/jbc.M102217200 . PMID 11359774 . 
  18. ↑ دومين، جيه. إيه.، ديكسون، إس. كيه.، ستريكر، تي. بي.، بهاتاشاريا-باكراسي، إم.، روبي، جيه. دي.، سانتورو، إس. إيه.، باركس، دبليو. سي. (أغسطس 2001). "يرتبط البروكولاجيناز-1 (ميتالوبروتينيز المصفوفة-1) بالإنترغرين ألفا(2)بيتا(1) عند إطلاقه من الخلايا الكيراتينية المهاجرة على الكولاجين من النوع الأول" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (31): 29368-74 . doi : 10.1074/jbc.M104179200 . PMID 11359786 . 

للمزيد من القراءة

  • قاعدة بيانات MEROPS الإلكترونية للببتيدازات ومثبطاتها: M10.001
  • نظرة عامة على جميع المعلومات الهيكلية المتاحة في PDB لـ UniProt : P03956 (الكولاجيناز الخلالي) في PDBe-KB .