Abstrakt

Cystein cathepsins jsou skupinou enzymů, které se obvykle nacházejí v endolysosomes, kde jsou primárně podílí intracelulární protein obrat, ale mají také zásadní roli v MHC II-mediated antigen zpracování a prezentace. Nicméně, v řadě patologií bylo zjištěno, že cysteinové katepsiny jsou silně upregulovány a vylučovány do extracelulárního prostředí, kde bylo zjištěno, že degradují řadu extracelulárních proteinů. Hlavní roli v modulaci cathepsin činností hrát glykosaminoglykanů, které byly nalezeny nejen k usnadnění jejich autokatalytická aktivace i na neutrální pH, ale také kriticky modulovat jejich činnosti jako v případě collagenolytic činnost cathepsin K. interakce mezi cathepsins a glykosaminoglykanů se bude diskutovat podrobněji.

1. Úvod

cysteinové katepsiny jsou členy rodiny cystein peptidázy podobné papainu . Navzdory tomu, že jedenáct cystein cathepsins našel u člověka představují pouze malý zlomek lidské proteolytické repertoár, tyto enzymy byly přitahuje hodně pozornosti pro své různorodé role ve fyziologických a patologických procesů, které sahají od nespecifických bílkovin obrat ve endolysosomal cestu k vysoce specializované funkce v tkáňové homeostázy. Nedávno byla publikována řada vynikajících recenzí, které shrnují strukturální a funkční charakteristiky cysteinových katepsinů ve zdraví a nemoci .

všechny katepsiny sdílejí stejné strukturální lešení, nazývané také papain-like fold. Konstrukce se skládá ze dvou subdomén, které označují L – a R-domény s odkazem na jejich pozici, když molekula je uvedeno ve standardní orientaci (Obrázek 1). Aktivní místo rozštěp je v horní části molekuly mezi L – a R-domény a obsahuje konzervovanou katalytickou dyádu Cys-His (označeno jako žluté a modré koule na Obrázku 1, resp.). Obecně platí, že peptidázy podobné papainu mohou působit jako endo-nebo exopeptidázy. V typické endopeptidase primární determinant specifičnosti je S2 stránky a určuje místa na enzymu komunikovat s zbytky P3 přes P2′ substrátu . Pět z jedenácti členů lidské rodiny (cathepsins F, K, L, S a V) jsou výhradně endopeptidases, cathepsin B je také peptidyl dipeptidase, cathepsin X je karboxypeptidáza, cathepsin H je aminopeptidázy, a cathepsin C je dipeptidyl peptidáza. Proteolytická aktivita zbývajících dvou členů, katepsinů O A W, musí být stanovena . Většina cystein cathepsins jsou všude, vyjádřeno v lidském těle, zatímco některé (cathepsins K, S, V, a W) jsou vyjádřeny ve více omezených vzorů . Cathepsin K je hojně vyjádřena v osteoklasty a synoviální fibroblasty, ale je také nalezený v jiných buňkách hematopoetického, epiteliální, a fibroblastů linie . Nejvyšší vyjádření úrovně cathepsin S se nacházejí v antigen-prezentující buňky , cathepsin V je vyjádřen převážně v brzlíku a varlat , a výraz cathepsin W je omezeno CD8+ lymfocytů a nk buněk .

Obrázek 1

papain-like peptidázy složit znázorněno na krystalové struktuře papain. Protein je zobrazen v kresleném zobrazení a poloha rozštěpu aktivního místa je označena šipkou. Katalytické zbytky Cys a His jsou zobrazeny jako žluté a modré koule. Souřadnice byly získány z proteinové datové banky pod přístupovým kódem 1PPN. Obraz byl vytvořen s PyMOL (Schrödinger, LLC, Portland, NEBO, USA).

2. Regulace aktivity cysteinových Katepsinů

aktivace Zymogenu je jedním z hlavních prostředků regulace aktivity katepsinu. Všechny katepsiny jsou totiž syntetizovány jako neaktivní zymogeny a aktivovány v kyselém prostředí endolysozomálních váčků. Molekulární mechanismus jejich aktivace byl po dlouhou dobu záhadný. Důležité informace přišla z kombinace strukturálních studií procathepsins B, K a L, který ukázal, že propeptid vede přes aktivní místo cathepsins v opačném směru substrátu, tedy kromě štěpení propeptid v molekule, aniž by obrovské a energeticky nepříznivé strukturální pohyby propeptid , čímž se eliminuje unimolecular mechanismus původně navrhl, a detailní kinetické studie, které jasně prokázaly, že aktivace cathepsin B je bimolecular proces . Současný model, který je většinou založen na cathepsin B studie naznačují, že propeptid v cathepsin zymogen přepíná mezi dvě konformace, tzv. „uzavřené“ a „otevřené.“V „uzavřené“ konformace, přednost v neutrální až mírně kyselé pH, propeptid blokuje aktivní místo a zabraňuje substrátu hydrolýzou, vzhledem k tomu, že v „otevřené“ podobě, favorizoval na kyselé pH pod pH 5.0, propeptid je odstraněn z aktivní straně rozštěpu, což má za následek nízkou katalytickou aktivitu zymogen. Tato činnost je dostatečná k aktivaci další cathepsin zymogen v jednom nebo několika krocích, a tím začíná řetězová reakce, kde jako plně aktivní zralý cathepsin B procesy většina zymogen molekuly .

dalšími hlavními regulátory cysteinových katepsinů jsou makromolekulární inhibitory, které se vážou na aktivní místo a tím zabraňují asociaci peptidázy s jejím substrátem. Patří do několika odlišných rodin, včetně cystatinů, tyropinů a serpinů, které mohou kromě serinových proteáz také inhibovat několik katepsinů .

3. Glykosaminoglykany jako Hlavní Regulátory Cystein Cathepsin Činnost

Glykosaminoglykanů (Gag) jsou heteropolysacharidy složené z opakující se disacharidové jednotky s vysokou negativní náboj. To je důsledkem přítomnosti více karboxylových skupin a sulfátových substitucí. Většina Gagů jsou sulfatované, včetně chondroitin sulfát (CS), keratan sulfát (KS), dermatan sulfátu (DS), heparan sulfátu (HS), a heparin, vzhledem k tomu, že hyaluronan (HA) je jediný nonsulfated ROUBÍK. V posledních letech se gagy objevují jako důležité regulátory cysteinových katepsinů s různými účinky na jejich cíle. Tradičně byly cysteinové katepsiny považovány za lysozomální proteázy a stejně jako jiné lysozomální enzymy bylo známo, že jsou inhibovány intralysozomálními gag v klidovém lysozomu . Dnes jsou však cysteinové katepsiny zavedeny jako hlavní hráči v extracelulární proteolýze . Jejich působení v glykosaminoglykanu-bohatá extracelulární prostředí vyvolává otázky o vzájemném vztahu mezi cystein cathepsins a Gagy mimo lysosome. Dvě skupiny endogenního lidského cystein cathepsins nejčastěji spojena s extracelulární proteolýzy jsou cathepsin L-like proteinázy (cathepsins K, L, S a v v člověka) a cathepsin B . Údaje nahromaděné v průběhu posledních dvou desetiletí ukazuje, že vzájemné působení těchto peptidáz a Gagů jde oběma způsoby; cystein cathepsins jsou schopné štěpit proteoglykan core proteiny, a tím uvolnění Gagy z jejich podpory, vzhledem k tomu, Gagů zase vliv jak na aktivitu a stabilitu cystein cathepsins v extracelulárním prostoru.

regulace papain-like cysteinových peptidáz pomocí gagů byla poprvé popsána pro katepsin l. V těchto raných pracích bylo zjištěno, že Gagy a různé záporně nabité povrchy výrazně urychlit aktivaci cathepsin L zymogen do zralé formě, včetně při pH v blízkosti neutrální, jako také nalézt v extracelulární milieu v různých chorobných stavů. To bylo potvrzeno u několika dalších katepsinů, nejdůležitější jsou katepsiny B A S, a dokonce i pro T. congolense parazit homolog congopain , což naznačuje, že Gagy a jiné negativně nabité povrchy mohou hrát významnou roli v extracelulární cathepsin aktivace v nemoci. Nicméně, nedávná zjištění s cathepsin S na vysoké ROUBÍK koncentrace naznačují, že tento enzym může chovat poněkud jinak za takových podmínek s chondroitin-4-sulfát (C4S) i vystavovat zpomaluje účinek . Nicméně, usnadnit autokatalytická aktivace cathepsins na negativně nabitý polysacharid dextran sulfát také stala rutinní metodou, při přípravě rekombinantní cathepsins .

většina informací o molekulárním mechanismu aktivace katepsinu pomocí GAG pochází ze studie caglič et al. použití lidského katepsinu B jako modelu . Jak je ukázáno, zdá se, že roubíky přispívají ke zpracování dvěma způsoby. Za prvé, po vazbě se zdá, že přeměňují katepsin zymogen na lepší substrát. Za druhé, vazba gagů zjevně podporuje otevřenou konformaci zymogenu, čímž podporuje aktivaci nejen při kyselém pH, ale také při hodnotách pH blíže k neutrálnímu. To se zdá být případ většiny Gagů a nezávisí kriticky na starosti hustota Gagů, stejně jako HA, byl schopen urychlit aktivace, i když v nižší míře, což je neobvyklé pro protein-interakce GAG. Navíc, již tetrasaccharide bylo dostatečné pro významné zrychlení cathepsin B autoactivation, který je podstatně menší než pro řadu jiných GAG-zprostředkované reakce . Interakce je zprostředkována iontovými interakcemi; nicméně, zdá se být zachovány GAG-závazné povrch na zymogens jako zcela nesouvisející reziduí v procathepsins L a B, které byly z velké části nachází na prodomains, bylo zjištěno, že řídí interakce .

další důležitá role gagů v regulaci aktivity katepsinu pocházela ze studií na papainu, archetypálním zástupci rodiny . Tento způsob regulace rychle získal větší pozornost objevem, že chondroitin-sulfát z chrupavky výrazně zvýšil kolagenolytickou aktivitu katepsinu K . Tento konkrétní peptidáza byla objevena o několik let před jako jediný proteázy zodpovědné za degradaci kolagenu v kostní remodelace a okamžitě rozpoznán jako potenciální lék kandidát pro léčbu metabolických onemocnění kostí, jako je osteoporóza . Interakce cathepsin K s chondroitin-sulfát a další glykosaminoglykany se později zkoumána v detailu z obou strukturální a funkční perspektivy a glykosaminoglykanů byla uznána jako první známý alosterické regulátory a cystein peptidázy cathepsin , jak je podrobně popsáno v následující části. Souběžně byly také dokumentovány funkčně relevantní interakce s glykosaminoglykany pro ostatní členy rodiny cysteinových katepsinů. Bylo zjištěno, že glykosaminoglykany společně ovlivňují jak aktivitu, tak stabilitu cysteinových katepsinů. Kinetické profily jsou obvykle v souladu s hyperbolické mechanismy, což naznačuje, interakce s enzymy mimo aktivní místo, případně prostřednictvím allosterických mechanismů. Stabilizační účinek je důležitý zejména kvůli relativní nestabilitě cysteinových katepsinů při neutrálním pH, které se nacházejí v extracelulární matrici.

4. Nařízení Cathepsin K Činnosti a Stabilita

Ze všech papain-like peptidázy, cathepsin K byla stanovena jako cathepsin většinou pevně spojeny s glykosaminoglykany. Původně byla identifikována jako proteáza exprimovaná převážně v osteoklastech a bylo prokázáno, že její zhoršená aktivita vede k závažným poruchám kostí . Cathepsin K je kolagenázu s unikátní aktivitu u savců peptidáz , které je speciálně modulovaného glykosaminoglykanů prostřednictvím allosterických mechanismů . Vzhledem ke své ústřední roli v kostním obratu je katepsin K v současné době považován za jeden z nejslibnějších cílů léčby osteoporózy . Kromě remodelace kostí se katepsin K podílí na různých fyziologických a patologických procesech (pro nedávný přehled viz). Může štěpit řadu extracelulárních substrátů, včetně proteoglykanů, k uvolnění aktivních glykosaminoglykanů, které zase modulují jeho aktivitu. V chrupavce katepsin K degraduje kolageny typu I I typu II a tím přispívá k rozvoji různých zánětlivých onemocnění kloubů . Kromě toho byl katepsin K spojován s kardiovaskulárními chorobami, obezitou, schizofrenií a rakovinou .

interakce katepsinu K s různými glykosaminoglykany byla předmětem hloubkového zkoumání. Ačkoli několik aspektů těchto interakcí zůstává nepolapitelných, nahromaděné údaje naznačují, že interakce jsou heterogenní a rozmanité a pravděpodobně zahrnují více vazebných míst na enzymu. Chondroitin-4-sulfát (C4S) byl původně identifikován jako ROUBÍK s nejvíce dramatický efekt na cathepsin K, zatímco účinky chondroitin-6-sulfát (C6S), dermatan sulfátu (DS), a hyaluronan (HA) byly slabší. Všechny testované gagy zvýšily stabilitu katepsinu K v širokém rozmezí pH. C4S měl nejvýznamnější vliv na degradaci typy i a II kolagenu tím, že cathepsin K , vzhledem k tomu, že jeho vliv na hydrolýzu syntetický substrát byl prakticky totožný s C6S a DS a vedlo ke dvojnásobnému zvýšení hodnoty specificity konstantní . V pozdější studii, keratan sulfát (KS) a C6S bylo zjištěno, že mají stimulační účinek na cathepsin K podobné C4S, vzhledem k tomu, heparin a HS má omezený vliv na collagenolytic činnost cathepsin K . První experimenty také ukázaly, že tvorba komplexů s CS je nezbytné pro collagenolytic činnost cathepsin K ; nicméně, nedávné nálezy prokázaly, že kolagen typu I mohou být také účinně degradován v nepřítomnosti glykosaminoglykanů . Nicméně, kosti-resident Gagů bylo prokázáno, že zesiluje collagenolytic činnost cathepsin K a endogenní GAG koncentrace v kosti byly dostatečné pro maximální efekt na cathepsin K činnosti .

kinetický mechanismus účinku CS, DS a heparinu (HP) na katepsin K byl také podrobně zkoumán při fyziologickém plazmatickém pH 7,4. Za těchto podmínek byly CS a DS charakterizovány jako neesenciální aktivátory s převažujícím účinkem na afinitu k substrátu . DS byl účinnější než CS, což bylo přičítáno jeho větší flexibilitě díky menšímu počtu intramolekulárních vodíkových vazeb . Vnitřní fluorescence je uvedeno, že vazba Gagů ovlivňuje konformaci cathepsin K. na rozdíl od experimentů provedených při pH 5.5, CS a DS se choval jako inhibitory degradace kolagenu při fyziologickém pH plazmy. V kontrastu, kinetický mechanismus heparinu byla dvoufázová, což naznačuje, interakce s dvou odlišných míst na enzym. Celkově heparin byl silný aktivátor cathepsin K při fyziologickém pH plazmy, zvyšuje jak jeho collagenolytic a elastinolytic činnosti. Kromě toho měl heparin za těchto podmínek silný stabilizační účinek na katepsin K, což vedlo k více než 5násobnému zvýšení poločasu enzymu .

5. Strukturální Základ pro Interakci mezi Cathepsin K a Gagů

krystalová struktura cathepsin K a C4S odhalila strukturální základ pro interakci . Vazebné místo se nachází na zadní straně cathepsin K a spolupracuje s třemi disacharidové jednotky CS v krystalové struktuře (Obrázek 2(a)). Jako obvykle je interakce glykosaminoglykan/protein zprostředkována většinou elektrostatickými interakcemi mezi negativně nabitým gag řetězcem a pozitivně nabitými zbytky na enzymu. Závazné chondroitin-sulfát nevyvolává významnou konformační změny v cathepsin K ve srovnání s CS-zdarma cathepsin K. Naopak, CS řetězec je ohnutý na závazné pro cathepsin K (Obrázek 2(b)). Převážná část konformační změny lze přičíst interakci s krátkým šikmým regionu Arg8-Lys9-Lys10, která spolupracuje se čtyřmi negativně nabité skupiny na CS (Obrázek 2(c)). Další úzké kontakty patří Asp6, Ile171, Gln172, Asn190, Lys191, a Leu195 a několik dalších voda-zprostředkované kontakty .

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)
(b)
(c)
(d)

Figure 2

Interactions between human cathepsin K and GAGs. (a) Crystal structure of the cathepsin K/chondroitin-4-sulfate (C4S) complex. Protein je zobrazen v kresleném zobrazení a C4S je zobrazen jako tyčinky. (b) konformační změna C4S po vazbě na katepsin K. (c) podrobné znázornění interakce v panelu (a). C4S je zobrazen jako tyčinky. Páteř katepsinu K je znázorněna jako pásky a zbytky, které interagují s C4S, jsou zobrazeny jako tyčinky. (d) Místo předpokládané druhé heparinu-vazebné místo v cathepsin K. Kladně nabitá rezidua navrhované k interakci s heparinem jsou zobrazeny jako modré tyčinky. Pro orientaci je C4S vázaný na prvním vazebném místě zobrazen jako tyčinky. Poloha rozštěpu aktivního místa je označena šipkou. Souřadnice komplexu katepsin k / C4S byly získány z proteinové datové banky pod přístupovým kódem 3C9E. struktura řešení C4S byla modelována pomocí dat. Všechny obrázky byly vytvořeny pomocí PyMOL.

kinetické chování DS byl obdobou CS: to bylo proto navrženo, že interaguje s cathepsin K stejným způsobem jako CS . Heparin, na druhé straně, bylo navrženo vázat se na dvě místa na katepsinu K podle jeho kinetického profilu. Zatímco první vazebné místo bylo navrženo jako identické s místem pro CS / DS, druhé vazebné místo bylo předpovězeno na dně molekuly chemickými zesíťovacími experimenty a výpočetním modelováním . Z konstrukčního hlediska, předpokládané vazebné místo je pokračováním CD/DS-vazebné místo a skládá se z několika základních zbytky (Lys10, Lys40, Lys41, Arg108, Arg111, Arg127, a Lys214), organizované v prsten-formoval strukturu (viz Obrázek 2(d)). Kinetické experimenty potvrdily, že heparin může být vázán na obě místa současně . Zbývá však určit, zda to vyžaduje jeden řetězec HP, který interaguje s oběma místy současně, nebo dva samostatné řetězce HP. To není jasné ani pro interakci jiných gagů s druhým místem vázajícím HP.

6. Interakce Gag s Cathepsins S a B

na Rozdíl od cathepsin K, další dvě lidské papain-like peptidázy, cathepsins S a B, se ukázaly být regulována glykosaminoglykanů v jejich zralé formy . Cathepsin S, nejbližší příbuzný cathepsin K, je neobvyklý mezi cystein cathepsins za to, že stabilní při neutrálním pH . Katepsin S má hlavní fyziologické role v buňkách prezentujících antigen jako nejdůležitější proteázu při zpracování antigenu a nedávno bylo zjištěno, že je regulován C4S . V kontrastu k aktivaci efekt pozorován s cathepsin K, C4S se choval jako inhibitor kolagenu typu IV degradace cathepsin S. Inhibice byla také pozorována s HS, vzhledem k tomu, HP, DS, C6S, a HA mírně zvýšené proteolytické aktivity cathepsin S pomocí kolagenu typu IV jako substrát. C4S, C6S a HS také inhibovaly hydrolýzu z-Phe-Arg-AMC částečným smíšeným mechanismem. Podobné cathepsin K, jemné konformační změny v cathepsin S byly pozorovány na C4S závazné tím, že vnitřní fluorescenční spektroskopie. Tři vazebná místa pro C4S byla předpovězena na katepsinu s pomocí molekulárního dokování (obrázek 3(a)). Jedním z navrhovaných míst je aktivní místo, který, nicméně, není v souladu s pozorovaným profilem smíšené inhibice C4S; druhý se nachází na spodní pravé straně molekuly a odpovídá na nedávno zjištěné alosterické místo v cathepsin K , zatímco třetí je umístěn ve spodní části molekuly a zhruba odpovídá sekundární heparinu-vazebné místo identifikovány v cathepsin K .

(a)

(b)

(c)

(a)
(b)
(c)

Figure 3

Predicted GAG-binding sites in papain-like peptidases. (a) Three predicted CS-binding sites in cathepsin S. (b) Two predicted HS/HP-binding sites in cathepsin B. (c) The conserved GAG-binding motif in papain. Předpokládaná místa jsou zobrazena v kruzích a pozitivně nabité zbytky na každém místě jsou zobrazeny jako modré tyčinky a označeny. Poloha rozštěpu aktivního místa je označena šipkou. Všechny souřadnice byly získány z Protein Data Bank (přístupové kódy: 1NQC pro cathepsin S, 3AI8 pro cathepsin B, a 1PPN pro papain, resp.). Všechny obrázky byly vytvořeny pomocí PyMOL.

Cathepsin B je jedinečný mezi cystein cathepsins za to, že oba endopeptidase a peptidyl dipeptidase, v závislosti na konformaci umístím smyčky, cathepsin B-zvláštní strukturu, která zajišťuje pH-specifické přepínat mezi obě činnosti . V lysozomu nízké pH omezuje proteázu na uzavřenou konformaci exopeptidázy, zatímco téměř neutrální pH extracelulárního prostředí podporuje aktivitu endopeptidázy katepsinu B . Extracelulární katepsin B je nejčastěji spojován s rakovinou a různými typy artritidy . Proteáza byla lokalizována na povrchu buněk v několika studiích a bylo zjištěno, že se podílí na migraci buněk za fyziologických i patologických podmínek . Na molekulární úrovni bylo prokázáno, že štěpí řadu extracelulárních substrátů, včetně lamininu, kolagenu typu IV a fibronektinu . Nedávno byl katepsin B také navržen jako β-sekretáza, která produkuje amyloidní β peptidy v sekrečních váčcích neuronálních chromafinových buněk . Nicméně, to bylo také prokázáno, že snížit amyloid vklady na zvířecím modelu a celkový výsledek byl navrhl, aby být stanovena rovnováha mezi cathepsin B a jeho endogenní inhibitor cystatin C .

bylo prokázáno, že vazba HP nebo HS zvyšuje stabilitu jinak nestabilního enzymu při alkalickém pH (8,0), zatímco mírně snižuje aktivitu enzymu podél celého pH profilu enzymu . Výpočetní simulace předpovídali, že heparin stabilizuje konformaci molekuly za těchto podmínek a předpovídali dva domnělé GAG-vazebná místa (viz Obrázek 3(b)), jeden na každé straně enzymu . Domnělý vazebné místo v L domény se skládá z pěti základních zbytky (Arg85, Lys86, Lys130, Lys141, a Lys144), zatímco v R. doména obsahuje pouze dva (Lys158 a Arg235). Autoři navrhli, že vazebné místo v doméně R má vyšší afinitu k kratším fragmentům GAG, jako je heparin disacharid používaný v jejich dokovacích simulacích, zatímco ten v doméně L je pravděpodobně relevantnější pro vazbu delších fragmentů GAG .

7. Interakce gagů s jinými Peptidázami podobnými papainu

zajímavé je, že papain také interagoval s gagy. Navzdory tomu, že nemají fyziologický význam, tyto interakce poukazují na evolučně konzervované mechanismy regulace v rodině. HP inhibovala papain hyperbolickým smíšeným mechanismem a ovlivnila jeho konformaci . V papainu byla identifikována klasická konsensuální sekvence vázající heparin ve formě sekvence 187-Ile-Arg-Ile-Lys-Arg-Gly-192. Strukturálně, tato sekvence se nachází na pravé straně molekuly (Obrázek 3(c)) v regionu, který leží mezi oběma allosterických míst známých v cathepsin K.

kromě toho, několik příkladů proteázy z parazitickými prvoky byly popsány, které interagují s Gagy, což naznačuje možnost jejich vliv na hostitele-parazit interakce. Katepsin L homolog brucipain, rozhodující virulenční faktor prvoka parazita Trypanosoma brucei, bylo zjištěno, že je alostericky modulován HS. Účinek HS v této studii byl jemný a měl schopnost zvrátit substrát inhibici malý peptid substrátu (Z-Phe-Arg-AMC) . Silnější účinek HS byl pozorován u cruzipainu z příbuzného parazita Trypanosoma cruzi. V tomto případě byl HS aktivátorem peptidázy, který způsobil významné (až 6násobné) zvýšení aktivity peptidázy měřené syntetickým substrátem. Navíc, HS zvýšené uvolňování kinin z high molecular weight kininogen o cruzipain in vitro, stejně jako tím, že žije trypomastigotes a snižuje inhibiční vlastnosti kininogen k cruzipain . Podobně bylo nedávno prokázáno, že HP moduluje aktivitu peptidázy rcpb2.8 podobné katepsinu l od Leishmania mexicana . V tomto případě HP a HS, ale ne CS nebo DS, inhibovaly hydrolýzu z-Phe-Arg-AMC hyperbolickým smíšeným mechanismem a ovlivnily konformaci proteinu . Dohromady tyto příklady ukazují, že interakce s Gagy nejsou omezeny pouze na endogenní cystein cathepsins ale může také hrát různé role v interakce vztahu hostitel-patogen a může působit buď jako součást obrany těla proti invazi patogenů nebo jako faktory, které přispívají k invazivní mechanismy patogenu.

8. Farmakologické Cílení

Cathepsin K v současné době představuje nejatraktivnější cíl drog mezi cathepsins, i když cathepsin S je také relevantní cíl v onemocnění spojených se zvýšenou imunitní reakci, jako je bronchiální astma a lupénka . V současné době se vyvíjí několik inhibitorů katepsinu K, které se zaměřují na aktivní místo enzymu (shromážděné v ). V současné době je nejslibnějším inhibitorem odanakatib (Merck & Co. , As., Whitehouse Station, NJ, USA), inhibitor obsahující nitrilovou hlavici, vysoce selektivní pro katepsin K . Klinické studie fáze III pro odanakatib byly úspěšně ukončeny a očekává se, že brzy budou podány žádosti o schválení. Pokud bude schválen, bude lék pozici na trhu vůči ostatním nová generace léků, jako je anti-RANK-ligand protilátka denosumab (Amgen, Inc., Thousand Oaks, CA, USA) a teriparatid, rekombinantní forma parathormonu (Eli Lilly and Company, Indianapolis, IN, USA), stejně jako zavedené bisfosfonáty . Cílení interakce katepsin K / chondroitin-sulfát by představovalo alternativu k těmto léčbám. Endogenní chondroitin-sulfát je dostačující vykazují maximum aktivace vliv na cathepsin K a jeho trávení snižuje aktivitu cathepsin K o 40% . Snížení kostního obratu tohoto rozsahu by pravděpodobně stačilo pro léčbu pacientů s méně závažným snížením hustoty kostí. Další výhodou by bylo, že aktivita katepsinu k sama o sobě, stejně jako životaschopnost a počet buněk osteoklastů a osteoblastů by zůstaly nerušené.

střet zájmů

autoři prohlašují, že neexistuje žádný střet zájmů ohledně zveřejnění tohoto příspěvku.

Potvrzení

práce byla podpořena Granty od slovinské Výzkumné Agentury (P1-0140 a J1-3602) Boris Turka.