absztrakt
a cisztein katepszinek az enzimek egy csoportja, amelyek általában az endolizoszómákban találhatók, ahol elsősorban az intracelluláris proteinforgalomban vesznek részt, de kritikus szerepet játszanak az MHC II által közvetített antigén feldolgozásában és megjelenítésében is. Számos patológiában azonban a cisztein katepszineket erősen szabályozottnak találták és extracelluláris környezetbe szekretálták, ahol számos extracelluláris fehérjét lebontottak. A katepszin aktivitásának modulálásában nagy szerepet játszik a glikozaminoglikánok, amelyeket nemcsak az autokatalitikus aktiváció megkönnyítésére találtak, beleértve a semleges pH-t is, hanem a tevékenységük kritikus modulálására is, például a katepszin k kollagenolitikus aktivitása esetén.a katepszinek és a glikozaminoglikánok közötti kölcsönhatást részletesebben tárgyaljuk.
1. Bevezetés
a cisztein-katepszinek a papain-szerű cisztein-peptidáz család tagjai . Annak ellenére, hogy az emberben található tizenegy cisztein katepszin az emberi proteolitikus repertoárnak csak kis részét képviseli, ezek az enzimek nagy figyelmet szenteltek a fiziológiai és patológiai folyamatokban betöltött különféle szerepük miatt, amelyek a nem specifikus fehérje forgalom az endolizoszomális úton a szöveti homeosztázis magasan specializált funkcióiig terjednek. A közelmúltban számos kiváló értékelés jelent meg, amelyek összefoglalják a cisztein katepszinek szerkezeti és funkcionális jellemzőit az egészségben és a betegségben .
az összes katepszin ugyanazzal a szerkezeti állványzattal rendelkezik, más néven papain-szerű hajtás. A szerkezet két aldoménből áll, amelyeket L – és R-doméneknek nevezünk, utalva azok helyzetére, amikor a molekulát a standard orientációban mutatjuk be (1.ábra). Az aktív helyhasadék a molekula tetején helyezkedik el az L – és R-domének között, és tartalmazza a konzervált katalitikus dyad Cys-His-t (sárga és kék gömbökkel jelölve az 1.ábrán ill.). Általában a papain-szerű peptidázok endo – vagy exopeptidázként működhetnek. Egy tipikus endopeptidázban az elsődleges specificitást meghatározó tényező az S2 hely, és az enzim jól meghatározott helyei kölcsönhatásba lépnek a szubsztrát P3-P2′ maradékaival . A család tizenegy emberi tagja közül öt (F, K, L, S és V katepszin) kizárólag endopeptidáz, a katepszin B szintén peptidil-dipeptidáz, a katepszin X karboxipeptidáz, a katepszin H aminopeptidáz, a katepszin C pedig dipeptidil-peptidáz. A fennmaradó két tag, az O és W katepszin proteolitikus aktivitását még meg kell határozni . A legtöbb cisztein katepszin mindenütt expresszálódik az emberi testben, míg néhány (K, S, V és W katepszin) korlátozottabb mintákban fejeződik ki . A katepszin k bőségesen expresszálódik oszteoklasztokban és szinoviális fibroblasztokban, de megtalálható a hematopoietikus, epithelialis és fibroblaszt vonalak más sejtjeiben is . A katepszin s legmagasabb expressziós szintje az antigént bemutató sejtekben található , a katepszin V elsősorban a csecsemőmirigyben és a herében expresszálódik, a katepszin W expressziója pedig a CD8+ limfocitákra és a természetes gyilkos sejtekre korlátozódik .
2. A cisztein Katepszinek aktivitásának szabályozása
a zimogén aktiváció a katepszin aktivitás szabályozásának egyik fő eszköze. Az összes katepszin inaktív zimogénként szintetizálódik, és az endolizoszomális vezikulák savas környezetében aktiválódik. Az aktiválásuk molekuláris mechanizmusa sokáig rejtélyes volt. A kritikus információ a B, K és L prokatepszinek szerkezeti vizsgálatainak kombinációjából származott, amelyek azt mutatták, hogy a propeptid a katepszinek aktív helyén a szubsztráttal ellentétes irányban halad át, így kizárva a propeptid hasítását a molekulában a propeptid hatalmas és energetikailag kedvezőtlen szerkezeti mozgása nélkül , ezáltal kiküszöbölve az eredetileg javasolt unimolekuláris mechanizmust, és részletes kinetikai vizsgálatok, amelyek egyértelműen bizonyították, hogy a katepszin B aktiválása bimolekuláris folyamat . A jelenlegi modell, amely többnyire a katepszin B vizsgálatokon alapul, azt sugallja, hogy a katepszin zimogénben lévő propeptid két konformáció, az úgynevezett “zárt” és “nyitott” között vált.”A “zárt” konformációban, amelyet semleges vagy enyhén savas pH-nál részesítünk előnyben, a propeptid blokkolja az aktív helyet és megakadályozza a szubsztrát hidrolízisét, míg a “nyitott” formában, amelyet a pH 5,0 alatti savas pH-nál részesítünk előnyben, a propeptidet eltávolítjuk az aktív oldalsó hasadékból, ami a zimogén alacsony katalitikus aktivitását eredményezi. Ez az aktivitás elegendő egy másik katepszin zimogén aktiválásához egy vagy több lépésben, ezáltal elindítva a láncreakciót, ahol az ilyen teljesen aktív Érett katepszin B feldolgozza a zimogén molekulák többségét .
a cisztein katepszinek további fő szabályozói a makromolekuláris inhibitorok, amelyek az aktív helyre kötődnek, és ezáltal megakadályozzák a peptidáz és a szubsztrát kapcsolatát. Több különálló családba tartoznak, beleértve a cisztatinokat, a tiropinokat és a serpineket, amelyek a szerin proteázok mellett számos katepszint is gátolhatnak .
3. A glikozaminoglikánok, mint a cisztein katepszin aktivitás fő szabályozói
a glikozaminoglikánok (Gag) heteropoliszacharidok, amelyek ismétlődő diszacharid egységekből állnak, magas negatív töltéssel. Ez több karboxilcsoport és szulfát szubsztitúció jelenlétének eredménye. A legtöbb Gag szulfatált, beleértve a kondroitin-szulfátokat (CS), keratán-szulfátot (KS), dermatán-szulfátot (DS), heparán-szulfátot (HS) és heparint, míg a hialuronán (HA) az egyetlen nem szulfatált GAG. Az elmúlt években a gag-k a cisztein katepszinek fontos szabályozóiként jelentek meg, különféle hatásokkal a célpontjaikra. Hagyományosan a cisztein katepszineket lizoszomális proteázoknak tekintették, és más lizoszomális enzimekhez hasonlóan ismert volt, hogy a nyugalmi lizoszómában az intralizoszomális Gag-ek gátolják . Ma azonban a cisztein katepszinek az extracelluláris proteolízis fő szereplői . A glikozaminoglikánban gazdag extracelluláris környezetben kifejtett hatásuk kérdéseket vetett fel a cisztein katepszinek és a Lizoszómán kívüli Gag-k közötti kölcsönhatásról. Az endogén humán cisztein katepszinek két csoportja, amelyek az extracelluláris proteolízissel leggyakrabban társulnak, a katepszin L-szerű proteázok (emberekben a K, L, S és V katepszinek) és a katepszin B . Az elmúlt két évtizedben felhalmozott adatok azt mutatják, hogy a peptidázok és a gag-k közötti kölcsönhatás mindkét irányba megy; a cisztein katepszinek képesek a proteoglikán magfehérjék hasítására, és ezáltal felszabadítják a gag-eket a támogatásukból, míg a gag-k viszont befolyásolják mind a cisztein katepszinek aktivitását, mind stabilitását az extracelluláris térben.
a papain-szerű cisztein peptidázok Gag-ek általi szabályozását először a katepszin L esetében írták le . Ezekben a korai munkákban azt találták, hogy a gag-k és a különböző negatív töltésű felületek jelentősen felgyorsítják a katepszin L zimogén aktiválódását érett formába, beleértve a semleges pH-értéket is, mint például az extracelluláris környezetben különböző betegségállapotokban. Ezt számos más katepszin esetében megerősítették, a legfontosabb a B és S katepszin , sőt a T esetében is. congolense parazita homológ congopain, ami arra utal, hogy a gag-k és más negatív töltésű felületek nagy szerepet játszhatnak az extracelluláris katepszin aktiválásában a betegségben. A magas GAG-koncentrációjú katepszin S-vel kapcsolatos legújabb eredmények azonban arra utalnak, hogy ez az enzim ilyen körülmények között kissé eltérően viselkedhet kondroitin-4-szulfáttal (C4S) még lassító hatást is mutat . Ennek ellenére a katepszinek negatív töltésű poliszacharid dextrán-szulfát általi autokatalitikus aktiválásának megkönnyítése szintén rutin módszerré vált a rekombináns katepszinek előállításában .
a gag-assisted katepszin aktiváció molekuláris mechanizmusával kapcsolatos információk többsége Cagli által végzett tanulmányból származott. az emberi katepszin B mint modell. Mint látható, úgy tűnik, hogy a GAGs kétféle módon járul hozzá a feldolgozáshoz. Először is, kötéskor úgy tűnik, hogy a katepszin zimogént jobb szubsztráttá alakítják. Másodszor, a gag-k kötése nyilvánvalóan elősegíti a zimogén nyitott konformációját, ezáltal elősegítve az aktiválást nemcsak savas pH-n, hanem a semlegeshez közelebb eső pH-értékeken is. Úgy tűnik, hogy ez a helyzet a legtöbb Gag esetében, és nem függ kritikusan a gag töltéssűrűségétől, mivel a HA is képes volt felgyorsítani az aktiválást, bár kisebb mértékben, ami szokatlan a fehérje-GAG kölcsönhatásnál. Sőt, már egy tetraszacharid elegendő volt a katepszin B autoaktivációjának kiemelkedő gyorsulásához, ami lényegesen kisebb, mint számos más GAG által közvetített reakció esetében . Az interakciót Ionos kölcsönhatások közvetítik; úgy tűnik azonban, hogy a zimogéneken nincs konzervált GAG-kötő felület, mivel az L és B prokathepszinek teljesen független maradékai, amelyek nagyrészt a prodomaineken helyezkedtek el, szabályozzák az interakciót .
a gag-k másik fontos szerepe a katepszin aktivitás szabályozásában a papain, a család archetipikus képviselőjének tanulmányaiból származott . Ez a szabályozási mód gyorsan nagyobb figyelmet kapott azzal a felfedezéssel, hogy a porcból származó kondroitin-szulfát jelentősen növelte a katepszin k kollagenolitikus aktivitását . Ezt a peptidázt néhány évvel korábban fedezték fel, mint az egyetlen proteázt, amely felelős a kollagén lebomlásáért a csontok átalakításában, és azonnal felismerték, hogy potenciális gyógyszerjelölt a metabolikus csontbetegségek, például a csontritkulás kezelésében . A katepszin K kondroitin-szulfáttal és más glikozaminoglikánokkal való kölcsönhatását később részletesen megvizsgálták mind szerkezeti, mind funkcionális szempontból, és a glikozaminoglikánokat felismerték a cisztein katepszin peptidáz első ismert alloszterikus szabályozójaként, amint azt a következő szakaszok részletesen leírják. Ezzel párhuzamosan a glikozaminoglikánokkal való funkcionálisan releváns kölcsönhatásokat dokumentálták a cisztein katepszin család többi tagja számára is. Összességében úgy találták, hogy a glikozaminoglikánok befolyásolják mind a cisztein katepszinek aktivitását, mind stabilitását. A kinetikai profilok általában összhangban vannak a hiperbolikus mechanizmusokkal, jelezve az aktív helyen kívüli enzimekkel való kölcsönhatásokat, esetleg alloszterikus mechanizmusokon keresztül. A stabilizáló hatás különösen az extracelluláris mátrixban található semleges pH-értékű cisztein katepszinek relatív instabilitása miatt fontos.
4. A katepszin K aktivitásának és stabilitásának szabályozása
az összes papain-szerű peptidáz közül a katepszin K a glikozaminoglikánokhoz legszorosabban kapcsolódó katepszin. Eredetileg elsősorban osteoclastokban expresszált proteázként azonosították, és károsodott aktivitása súlyos csontrendellenességeket eredményezett . A katepszin K egy egyedülálló aktivitású kollagenáz az emlősök között peptidázok, amelyet specifikusan modulálnak glikozaminoglikánok keresztül alloszterikus mechanizmusok . A csontforgalomban betöltött központi szerepe miatt a katepszin K-t jelenleg az osteoporosis kezelésének egyik legígéretesebb célpontjának tekintik . Eltekintve csont átalakítás, cathepsin K részt vesz a különböző fiziológiai és patológiai folyamatok (egy újabb felülvizsgálat lásd ). Számos extracelluláris szubsztrátot hasíthat, beleértve a proteoglikánokat is, hogy aktív glikozaminoglikánokat szabadítson fel, amelyek viszont modulálják aktivitását. A porcban a katepszin K lebontja mind az I., mind a II .típusú kollagéneket, ezáltal hozzájárul a különböző gyulladásos ízületi betegségek kialakulásához. Ezenkívül a katepszin K-t kardiovaszkuláris betegségekkel, elhízással, skizofréniával és rákkal társították .
a katepszin k kölcsönhatása különböző glikozaminoglikánokkal mélyreható vizsgálat tárgyát képezte. Bár ezeknek a kölcsönhatásoknak számos aspektusa továbbra is megfoghatatlan, az összegyűjtött adatok arra utalnak, hogy a kölcsönhatások heterogének és változatosak, és valószínűleg több kötőhelyet is magukban foglalnak az enzimen. A kondroitin-4-szulfátot (C4S) eredetileg a katepszin K-ra gyakorolt legdrámaibb hatású GAG-ként azonosították, míg a kondroitin-6-szulfát (C6S), a dermatán-szulfát (DS) és a hialuronán (ha) hatásai gyengébbek voltak. Az összes tesztelt Gag széles pH-tartományban növelte a katepszin k stabilitását. A C4S volt a legkiemelkedőbb hatása az I. és II. típusú kollagének katepszin K általi lebontására, míg a szintetikus szubsztrát hidrolízisére gyakorolt hatása gyakorlatilag azonos volt a C6S és a DS hidrolízisével, és a specificitási állandó értékeinek kétszeres növekedését eredményezte . Egy későbbi vizsgálatban a keratán-szulfát (KS) és a C6S stimuláló hatást fejtett ki a katepszin K-ra, hasonlóan a C4S-hez, míg a heparin és a HS korlátozott hatással volt a katepszin k kollagenolitikus aktivitására . A korai kísérletek azt is sugallták, hogy a katepszin k kollagenolitikus aktivitásához komplex képződésre van szükség CS-vel; a legújabb eredmények azonban azt mutatták, hogy az I. típusú kollagén glikozaminoglikánok hiányában is hatékonyan lebomlik . Ennek ellenére kimutatták, hogy a csontban rezidens Gag-ek potencírozzák a katepszin k kollagenolitikus aktivitását, és az endogén gag-koncentrációk a csontokban elegendőek voltak a katepszin K aktivitására gyakorolt maximális hatás eléréséhez .
a CS, a DS és a heparin (HP) katepszin K-ra gyakorolt hatásának kinetikai mechanizmusát szintén részletesen vizsgálták 7,4-es fiziológiás plazma pH-érték mellett. Ilyen körülmények között a CS-t és a DS-t nem lényeges aktivátorokként jellemezték, amelyek túlnyomórészt befolyásolták a szubsztrát iránti affinitást . A DS hatékonyabb volt, mint a CS, ami nagyobb rugalmasságának tulajdonítható a kevesebb intramolekuláris hidrogénkötés miatt . A belső fluoreszcencia azt mutatta, hogy a gag-k kötődése befolyásolja a katepszin k konformációját. az 5,5 pH-n végzett kísérletekkel ellentétben a CS és a DS a kollagén lebomlásának inhibitoraként működött fiziológiás plazma pH-n. ezzel szemben a heparin kinetikus mechanizmusa kétfázisú volt, jelezve az enzim két különálló helyével való kölcsönhatást. Összességében a heparin a katepszin k erős aktivátora volt fiziológiás plazma pH-n, növelve mind kollagenolitikus, mind elasztinolitikus aktivitását. Ezenkívül a heparin erős stabilizáló hatást gyakorolt a katepszin K-ra ilyen körülmények között, ami az enzim felezési idejének több mint 5-szeres növekedését eredményezte .
5. A katepszin k és GAGs közötti kölcsönhatás szerkezeti alapja
a katepszin k és C4S kristályszerkezete feltárta a kölcsönhatás szerkezeti alapját . A kötési hely a katepszin k hátoldalán helyezkedik el, és a kristályszerkezetben a CS három diszacharidegységével lép kölcsönhatásba (2(A) ábra). A szokásos módon a glikozaminoglikán/fehérje kölcsönhatást leginkább a negatív töltésű gag lánc és az enzim pozitív töltésű maradékai közötti elektrosztatikus kölcsönhatások közvetítik. A kondroitin-szulfát kötődése nem okoz jelentős konformációs változásokat a K katepszinben a CS-mentes katepszinhez képest K. ezzel szemben a CS lánc meghajlik a K katepszinhez való kötődéskor(2.ábra (b)). A konformációs változás nagy része az Arg8-Lys9-Lys10 rövid spirális régióval való kölcsönhatásnak tulajdonítható, amely négy negatív töltésű csoporttal kölcsönhatásba lép a CS-n (2.ábra(c)). További szoros kapcsolatok közé tartozik az Asp6, Ile171, Gln172, Asn190, Lys191 és Leu195, valamint néhány további víz által közvetített kapcsolat .
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
a DS kinetikus viselkedése hasonló volt a CS-hez: ezért azt javasolták, hogy a katepszin K-vel ugyanúgy LÉPJEN kölcsönhatásba, mint a CS . A heparint viszont javasolták, hogy kinetikus profilja szerint a katepszin k két helyéhez kötődjön. Míg az első kötőhelyet javasolták, hogy azonos legyen a CS/DS kötőhelyével, a második kötőhelyet a molekula alján jósolták meg kémiai térhálósítási kísérletekkel és számítógépes modellezéssel . Szerkezeti szempontból az előre jelzett kötési hely a CD/DS kötési hely folytatása, és több bázikus maradékból áll (Lys10, Lys40, Lys41, Arg108, Arg111, Arg127 és Lys214) gyűrű alakú szerkezetben rendezve (2(d) ábra). A kinetikus kísérletek megerősítették, hogy a heparin mindkét helyhez egyszerre köthető . Meg kell azonban határozni, hogy ehhez szükség van-e egy HP láncra, amely egyszerre működik együtt mindkét telephellyel, vagy két különálló HP láncra. Ez sem egyértelmű a többi Gag kölcsönhatása szempontjából a második HP-kötési hellyel.
6. A gag-k kölcsönhatása S és B Katepszinekkel
a katepszin K-n kívül két másik humán papain-szerű peptidázt, az S és B katepszineket kimutatták, hogy érett formájukban szabályozzák a glikozaminoglikánok . A katepszin s, a katepszin k legközelebbi rokona szokatlan a cisztein katepszinek között, mivel semleges pH-n stabil . A katepszin s-nek fő fiziológiai szerepe van az antigént bemutató sejtekben, mint az antigénfeldolgozás legfontosabb proteázában, és nemrégiben kiderült, hogy a C4S szabályozza . A katepszin K esetében megfigyelt aktivációs hatással ellentétben a C4S a katepszin s által a IV. típusú kollagén lebomlásának inhibitoraként működött.gátlást figyeltek meg a HS-nél is, míg a HP, DS, C6S és HA enyhén növelte a katepszin s proteolitikus aktivitását IV. típusú kollagén szubsztrátként történő felhasználásával. A C4S, C6S és HS szintén gátolta a Z-Phe-Arg-AMC hidrolízisét egy részleges, vegyes mechanizmuson keresztül. Hasonló a katepszin K-hez, finom konformációs változásokat figyeltek meg a katepszin S-ben, amikor a C4S belső fluoreszcencia spektroszkópiával kötődik. A katepszin s-en molekuláris dokkolással három kötőhelyet jósoltak a C4S számára (3.ábra(a)). Az egyik javasolt hely az aktív hely, amely azonban nem egyezik meg a C4S megfigyelt vegyes gátlási profiljával; a második a molekula jobb alsó részén helyezkedik el , és megfelel a katepszin k-ben a közelmúltban azonosított alloszterikus helynek, míg a harmadik a molekula alján helyezkedik el, és nagyjából megfelel a katepszin K-ben azonosított másodlagos heparin-kötő helynek .
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
a katepszin B egyedülálló a cisztein katepszinek között, mivel mind endopeptidáz, mind peptidil-dipeptidáz, az elzáró hurok konformációjától függően, egy katepszin B-specifikus szerkezet, amely pH-specifikus kapcsolót biztosít mindkét tevékenység között . A lizoszómában az alacsony pH a proteázt zárt, exopeptidáz konformációra korlátozza, míg az extracelluláris környezet közel semleges pH-ja elősegíti a katepszin B endopeptidáz aktivitását . Az extracelluláris katepszin B leggyakrabban a rákkal és az ízületi gyulladás különböző típusaival társul . A proteáz számos vizsgálatban lokalizálódott a sejtfelszínre, és kiderült, hogy mind fiziológiai, mind patológiai körülmények között részt vesz a sejtvándorlásban . Molekuláris szinten kimutatták, hogy számos extracelluláris szubsztrátot hasít, beleértve a laminint, a IV-es típusú kollagént és a fibronektint . A közelmúltban a katepszin B-t is javasolták, hogy legyen egy A-nak egy a-szekretáz, amely amiloidot termel a peptidek az idegsejtek kromaffin sejtjeinek szekréciós vezikulumaiban . Kimutatták azonban, hogy egy állatmodellben lebontja az amiloid lerakódásokat, és az általános eredményt a katepszin B és endogén inhibitora, a cisztatin C közötti egyensúly határozza meg .
kimutatták, hogy a HP vagy a HS kötődése növeli az egyébként instabil enzim stabilitását lúgos pH-n (8,0), miközben enyhén csökkenti az enzim aktivitását az enzim teljes pH-profilja mentén . A számítógépes szimulációk azt jósolták, hogy a heparin stabilizálja a molekula konformációját ilyen körülmények között, és két feltételezett GAG-kötőhelyet jósoltak (3(b) ábra), egyet az enzim mindkét oldalán . Az L domén feltételezett kötőhelye öt bázikus maradékból áll (Arg85, Lys86, Lys130, Lys141 és Lys144), míg az R doménben csak kettő (Lys158 és Arg235). A szerzők azt sugallták, hogy az R domén kötőhelye nagyobb affinitással rendelkezik a rövidebb GAG-fragmensek, például a dokkolási szimulációikban használt heparin-diszacharid iránt, míg az L doménben lévő valószínűleg relevánsabb a hosszabb GAG-fragmensek kötése szempontjából .
7. A gag-k kölcsönhatása más Papain-szerű Peptidázokkal
érdekes módon a papain is kimutatták, hogy kölcsönhatásba lép a gag-kkel. Annak ellenére, hogy nincs fiziológiai jelentősége, ezek az interakciók evolúciósan konzervált szabályozási mechanizmusokra mutatnak a családon belül. A HP hiperbolikus vegyes mechanizmussal gátolta a papaint, és befolyásolta annak konformációját . Klasszikus heparin-kötő konszenzus szekvenciát azonosítottak papainban, a 187-Ile-Arg-Ile-Lys-Arg-Gly-192 szekvencia formájában. Szerkezetileg ez a szekvencia a molekula jobb oldalán helyezkedik el(3.ábra (c)) egy olyan régióban, amely a katepszin K-ban ismert mindkét alloszterikus hely között fekszik.
ezenkívül néhány példát írtak le a protozoon parazitákból származó proteázokról, amelyek kölcsönhatásba lépnek a gag-kkel, ami arra utal, hogy ezek befolyásolhatják a gazda-parazita kölcsönhatásokat. A katepszin l homológ brucipain, a protozoon parazita kritikus virulencia tényezője Trypanosoma brucei, azt találták, hogy alloszterikusan modulálta a HS. A HS hatása ebben a vizsgálatban csekély volt, és képes volt visszafordítani a szubsztrát gátlását egy kis dipeptid szubsztráttal (Z-Phe-Arg-AMC) . A HS erősebb hatását figyelték meg a rokon parazita Trypanosoma cruzi cruzipain esetében. Ebben az esetben a HS a peptidáz aktivátora volt, amely a peptidáz aktivitásának jelentős (akár 6-szoros) növekedését okozta szintetikus szubsztráttal mérve. Ezenkívül a HS fokozta a kinin felszabadulását a nagy molekulatömegű kininogénből a cruzipain által in vitro, valamint élő trypomastigotákkal, és csökkentette a kininogén gátló tulajdonságait a cruzipain felé . Hasonlóképpen, a közelmúltban kimutatták, hogy a HP modulálja a katepszin L-szerű peptidáz aktivitását rCPB2 .8 tól től Leishmania mexicana. Ebben az esetben a HP és a HS, de nem a CS vagy a DS, hiperbolikus vegyes mechanizmussal gátolta a Z-Phe-Arg-AMC hidrolízisét, és befolyásolta a fehérje konformációját . Összességében ezek a példák azt mutatják, hogy a gag-kkel való kölcsönhatások nem korlátozódnak az endogén cisztein katepszinekre, hanem különböző szerepet játszhatnak a gazdaszervezet-kórokozó kölcsönhatásokban is, és akár a test védekezésének részeként, akár a kórokozó invazív mechanizmusaihoz hozzájáruló tényezőként működhetnek.
8. Farmakológiai célzás
a katepszin k jelenleg a legvonzóbb gyógyszercél a katepszinek között, bár a katepszin S szintén releváns célpont az emelkedett immunválaszhoz kapcsolódó betegségekben, mint például a bronchiális asztma és a pikkelysömör . Jelenleg számos katepszin k inhibitor fejlesztés alatt áll, amelyek az enzim aktív helyét célozzák meg (összegyűjtve ). Jelenleg a legígéretesebb inhibitor az odanakatib (Merck & Co., Inc., Whitehouse Station, NJ, USA), nitril robbanófejet tartalmazó inhibitor, nagyon szelektív a katepszin K számára . Az odanakatibra vonatkozó III. fázisú klinikai vizsgálatok sikeresen lezárultak, és a jóváhagyási kérelmek várhatóan hamarosan benyújtásra kerülnek. Ha jóváhagyják, a gyógyszer más új generációs gyógyszerekkel, például a Denosumab anti-RANK-ligand ellenanyaggal (Amgen, Inc., Thousand Oaks, CA, USA) és a teriparatid, a parathormon rekombináns formája (Eli Lilly and Company, Indianapolis, USA), Valamint a jól bevált biszfoszfonátok . A katepszin k/kondroitin-szulfát kölcsönhatás megcélzása alternatívát jelentene ezeknek a kezeléseknek. Az endogén kondroitin-szulfát elegendő ahhoz, hogy maximális aktivációs hatást fejtsen ki a katepszin K-ra, emésztése pedig 40% – kal csökkenti a katepszin k aktivitását . A csontforgalom ilyen mértékű csökkenése valószínűleg elegendő a kevésbé súlyos csontsűrűség-csökkenéssel rendelkező betegek kezelésére. További előny lenne, ha a katepszin k aktivitása önmagában, valamint az oszteoklasztok és oszteoblasztok életképessége és sejtszáma zavartalan maradna.
összeférhetetlenség
a szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenség a cikk közzétételét illetően.
Köszönetnyilvánítás
a munkát a szlovén kutatási ügynökség (P1-0140 és J1-3602) Boris Turk részére nyújtott támogatásai támogatták.
