Katepsyna L, lizosomalna endopeptydaza wyrażona w większości komórek eukariotycznych, należy do rodziny papainopodobnych proteinaz cysteinowych.1-3 Katepsyna l odgrywa główną rolę w przetwarzaniu antygenu, inwazji nowotworu i przerzutach, resorpcji kości i obrocie wewnątrzkomórkowych i wydzielanych białek zaangażowanych w regulację wzrostu.4-6 chociaż powszechnie uznawana jest za proteazę lizosomalną, katepsyna L jest również wydzielana. Ta proteaza o szerokim spektrum działania jest silna w degradacji kilku białek zewnątrzkomórkowych (lamininy, fibronektyny, kolagenów I I IV, elastyny i innych białek strukturalnych błon podstawnych), a także białek surowicy oraz białek cytoplazmatycznych i jądrowych.3,7,8

Gen katepsyny L jest aktywowany przez różne czynniki wzrostu (PDGF i EGF), promotory nowotworu (w tym v-ras, V-src I V-mos) i wtórni posłańcy (cAMP).4,9-12 ekspresja katepsyn jest regulowana przez naturalne inhibitory katepsyn,w tym pro-peptydy papainopodobnych proteaz cysteinowych, 13 Cystatyn,14,15 i Stefiny B. 16, 17 antygen raka płaskonabłonkowego (SSCA)18 i ludzkie C-Haras p21 (związane z Cystatyną b), wykazano, że specyficznie hamują katepsynę L. 19 konserwowany Pro-kawałek katelinopodobnych defensyn (małe, kationowe peptydy przeciwdrobnoustrojowe), który jest usuwany tylko podczas uwalniania granulek, hamuje również katepsynę L.20

w przeciwieństwie do prekursorowych form innych członków rodziny papainy, sama 43 kDa Pro-katepsyna L jest wydzielana z różnych komórek. Pro-katepsyna L jest głównym wydalanym białkiem złośliwie przekształconych fibroblastów mysich i jest również jedną z głównych kwaśnych proteaz cysteinowych w komórkach ssaków.2 na konwersję z pro-enzymu do dojrzałej postaci katepsyny L wpływa kontakt komórkowy i macierz zewnątrzkomórkowa (ECM), takie jak siarczan heparyny i glikozaminoglikany.5 Regulacja genu katepsyny L i funkcje pozakomórkowe wydzielanej pro-katepsyny L są ściśle powiązane.2

Katepsyna L może promować inwazję komórek nowotworowych i przerzuty poprzez katalizowanie degradacji macierzy śródmiąższowej i błon podstawnych, umożliwiając w ten sposób komórkom nowotworowym lokalnie inwazję i przerzuty do odległych miejsc. Wiadomo, że kilka linii komórkowych tworzących nowotwory nadmiernie wytwarza katepsynę L. 21 poziom mRNA katepsyny L jest związany z potencjałem przerzutowym komórek nowotworowych in vivo.Antysensowne hamowanie ekspresji katepsyny L RNA zmniejsza działanie nowotworowe w dwóch liniach komórek nowotworowych (komórki SP szpiczaka i komórki l), co sugeruje, że katepsyna L jest kluczowym czynnikiem wzrostu guza.Rozszczepienie katepsyny l aktywuje aktywator plazminogenu typu urokinazy (uPA) poprzez hydrolizę.

proteazy uczestniczą w degradacji tkanek i przebudowie ECM na szczycie pęcherzyka przedowulacyjnego, ostatecznie prowadząc do pęknięcia pęcherzyka na zewnętrznej krawędzi jajnika i uwolnienia dojrzałego oocytów.Zarówno katepsyna L, jak i ADAMTS1 mogą odgrywać kluczową rolę w proteolitycznych zdarzeniach procesu owulacji.Katepsyna L jest indukowana w komórkach ziarnistych rosnących pęcherzyków przez hormon folikulotropowy. Wysokie poziomy katepsyny l mRNA są również indukowane przez hormon luteinizujący w sposób zależny od receptora progesteronu w pęcherzykach przedowulacyjnych.

obecne teorie sugerują, że rozedma płuc rozwija się z powodu postępującej utraty lub derangement płucnej elastyny w procesie pośredniczonym przez enzymy elastynolityczne (w tym katepsyny B, H, K, L I S) pochodzące z makrofagów pęcherzykowych.27-30 Katepsyna l proteolitycznie inaktywuje wydzielniczy inhibitor leukoproteazy (SLPI), alfa1-antytrypsynę i dwa główne inhibitory proteazy dróg oddechowych.Obserwacje te, w połączeniu z wykazaniem zwiększonej aktywności katepsyny L w nabłonkowym płynie okładzinowym płuc pacjentów z rozedmą płuc, doprowadziły do sugestii, że enzym ten może mieć znaczenie dla postępu tej choroby.

1. Roth, W. et al. (2000) FASEB J. 14:2075.
2. Ishidoh, K. and E. Kominami (1998) Biol. Chem. 379:131.
3. Barrett, A. J. and H. Kirschke (1981). 80 (PtC): 535.
4. Kane, S. E. and M. M. Gottesman (1990) Semin. Rak Biol. 1:127.
5. Ishidoh, K. and E. Kominami (1995) Biochem. Biophys. Res.Commun. 217:624.
6. Kirschke, H. et al. (1979) Ciba Found. Symp. 75:15.
7. Maciewicz, R. A. et al. (1987) Coll. Relat. Res. 7:295.
8. Mason, R. W. (1989) arch. Biochem. Biophys. 273:367.
9. Troen, B. R. et al. (1991) Cell Growth Different. 2:23.
10. Gottesman, M. M. and M. E. Sobel (1980) Cell 19:449.
11. Rabin, M. S. et al. (1986) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 83: 357.
12. Gottesman, M. M. (1978) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 75:2767.
13. Cygler, M. and J. S. Mort (1997) Biochimie 79: 645.
14. Sloane, B. F. (1990) Semin. Rak Biol. 1:137.
15. Sloane, B. F. et al. (1990) Cancer Metastasis Rev. 9: 333.
16. Hall, A. et al. (1995) J. Biol. Chem. 270:5115.
17. Turk, B. et al. (1995) Biological Chemistry Hoppe Seyler 376: 225.
18. Takeda, A. et al. (1995) FEBS Lett. 359:78.
19. Katunuma, N. (1990) Adv.enzym Regul. 30:377.
20. Ganz, T. (1994) Ciba Found. Symp. 186:62.
21. Gottesman, M. M. and F. Cabral (1981) Biochemistry 20:1659.
22. Denhardt, D. T. et al. „Oncogene” – 2: 55
23. Kirschke, H. et al. (2000) Eur. J. Rak 36: 787.
24. Goretzki, L. et al. (1992) FEBS Lett. 297:112.
25. Espey, L. L. i H. Lipner (1994) the Physiology of Reproduction (Knobil, E. N. and J. D. Neill, ed.), S. 725-780, Raven.
26. Robker, R. L. et al. (2000) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 97: 4689.
27. Takahashi, H. et al. (1993) Am. Rev. Respir. Dis. 147:1562.
28. (1991) Ann. NY Acad. Sci. 624:69.
29. Chapman, H. A. et al. (1994) Am. J. Respir. Hematokryt. Care Med. 150: S155.
30. Lesser, M. et al. (1992) Am. Rev. Respir. Dis. 145:661.
31. Taggart, C. C. et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:33345.