카테프신

Cathepsin
카테프신
Cathepsin K 1TU6.png
카테프신 K의 구조
식별자
기호.CTP
팜PF00112
빠맘 클랜CL0125
인터프로IPR000668
스마트펩타이드_C1
프로 사이트PDOC00126
메롭스C1
SCOP21aec/SCOPe/SUPFAM

카테프신(고대 그리스어 kata-"down" 및 hepsein "boil; 약어 CTS)은 모든 동물과 다른 유기체에서 발견되는 단백질 분해효소이다.구조, 촉매 메커니즘, 그리고 그들이[citation needed] 절단하는 단백질로 구분되는 이 과에는 약 12명의 구성원들이 있습니다.대부분의 구성원은 리소좀에서 발견되는 낮은 pH에서 활성화된다.따라서, 이 가족의 활동은 거의 전적으로 그 기관들 안에 있다.그러나 골세포가 골수 흡수를 통해 분비된 후 특히 세포외에서 작용하는 카테프신 K와 같은 예외가 있다.카테핀은 포유류의 세포 교체에 중요한 역할을 한다.

분류

임상적 의의

카테핀은 많은 생리적 과정에 관여하고 있으며, 인간의 여러 질병과 관련되어 있다.시스테인 카테핀은 약물 [1][2]표적으로 상당한 연구 노력을 끌어모았다.

카테프신 A

이 단백질의 결핍은 여러 형태의 갈락토시알리도스와 관련이 있다.악성 흑색종의 전이성 병변 용출액에서 카테프신 A 활성은 1차 초점 용출액에서보다 유의하게 높다.카테프신 A는 근육 디스트로피와 변성 질환의 영향을 적당히 받는 근육에서 증가했다.

카테프신 B

카테프신 B는 아밀로이드 전구체 단백질을 분해하여 아밀로이드 [10]베타를 생성하는 베타시크리테아제 1로서 기능할 수 있다.펩티드가수분해효소 C1 패밀리의 일원인 부호화 단백질의 과잉발현은 식도선암 및 기타 [11]종양과 관련되어 있다.카테프신 B는 난소암을 포함한 다양한 인간 종양의[3] 진행에도 관여하고 있다.

카테프신 D

카테프신D(아스파틸단백질가수분해효소)는 피브로넥틴과 라미닌과 같은 다양한 기질을 절단하는 것으로 보인다.다른 카테핀과 달리 카테프신 D는 중성 [12]pH에서 단백질 분해효소 활성을 가진다.종양 세포에서 이 효소의 높은 수치는 더 큰 침습과 관련이 있는 것으로 보인다.

카테프신 K

카테프신 K는 포유류의 콜라게나아제 중 가장 강력한 것입니다.카테프신 K는 골밀도의 감소가 골절의 위험을 증가시키는 질병인 골다공증과 관련이 있다.골아세포는 인체의 뼈를 흡수하는 세포로 [13]뼈의 비미네랄 단백질 매트릭스의 주요 성분인 콜라겐을 분해하기 위해 카테프신 K를 분비한다.카테프신 K는 다른 카테프신 중에서도 세포외 [14]매트릭스의 분해를 통한 암 전이에 관여한다.아테롬성 동맥경화증이 있는 생쥐에서 카테프신 S와 K에 대한 유전적 녹아웃은 아테롬성 동맥경화 [15]병변의 크기를 줄이는 것으로 나타났다.배양된 내피 세포에서 카테프신 K의 발현은 전단 [16]응력에 의해 조절된다.카테프신 K는 [17]관절염에도 영향을 미치는 것으로 나타났다.

카테프신 V

마우스 카테프신 L은 인간 카테프신 [18]V와 상동성이다.마우스 카테프신 L은 생쥐에서 지방 형성과 포도당 과민증에 역할을 하는 것으로 나타났다.카테프신 L은 피브로넥틴, 인슐린 수용체(IR) 및 인슐린 유사 성장인자 1 수용체(IGF-1R)를 분해한다.카테프신 L 결핍 쥐는 야생형 [19]대조군보다 지방조직이 적고 혈청 포도당과 인슐린 수치가 낮으며 인슐린 수용체 서브유닛이 많고 포도당 수송체(GLUT4)가 많고 섬유넥틴이 많은 것으로 나타났다.

억제제

5가지 고리형 펩타이드는 인간 카테프신 L, B, H, [20]K에 대한 억제 활성을 나타낸다.

카테프신 Zymography

Zymography는 효소 활성을 검출하기 위해 기질과 함께 중합된 폴리아크릴아미드 겔을 사용하는 겔 전기영동의 일종이다.카테프신 지모그래피는 젤라틴 기질과 함께 중합된 폴리아크릴아미드겔을 통한 이동에 기초하여 서로 다른 카테프신을 분리한다.전기영동은 환원되지 않는 조건에서 이루어지며, 효소는 류펩틴을 [21]사용하여 변성으로부터 보호된다.단백질 농도 결정 후 동일한 양의 조직 단백질을 겔에 적재한다.그리고 나서 단백질이 겔을 통해 이동하도록 허용된다.전기영동 후 카테핀을 원래 상태로 되돌리기 위해 젤을 재작성 완충액에 넣는다.그런 다음 겔을 특정 pH의 활성화 완충액에 넣고 37°C에서 하룻밤 동안 배양합니다.이 활성화 단계를 통해 카테핀이 젤라틴 기질을 분해할 수 있습니다.쿠마시 블루 얼룩을 사용하여 젤을 염색하면 젤라틴이 함유된 부분이 파란색으로 나타납니다.카테신이 활성화된 젤 영역은 흰색 띠로 나타납니다.이 카테프신 자이모그래피 프로토콜은 성숙한 카테프신 [21]K의 펨토몰 양을 검출하는 데 사용되었습니다.분자량 때문에 이동 거리에 따라 카테프신 K(~37kDa), V(~35kDa), S(~25kDa) 및 L(~20kDa) 등 다양한 카테프신을 식별할 수 있습니다.카테핀은 최적의 단백질 분해 활성을 갖는 특정 pH 수준을 가지고 있다.카테프신 K는 pH 7과 8에서 젤라틴을 분해할 수 있지만, 이러한 pH 수준은 카테프신 L과 V의 활동을 허용하지 않는다.pH 4에서는 카테프신 V가 활성화되지만 카테프신 K는 활성화되지 않습니다.활성화 버퍼의 pH를 조정하면 카테프신 [22]유형을 추가로 식별할 수 있습니다.

역사

카테프신이라는 용어는 1929년 Richard Willstettter와 Eugen Bamann에 의해 약산성 pH에서 백혈구와 조직의 단백질 분해 활동을 설명하기 위해 만들어졌다.생리.Chemie 180, 127-143).MEDLINE 데이터베이스에서 발견된 "cathepsin"의 최초 기록(예:([23]PubMed를 통해)는 1949년 생물화학 저널에 실린 것이다.그러나 이 기사의 참조는 카테신이 20세기 초에 처음 확인되고 명명되었음을 나타낸다.이 초기 작업의 대부분은 맥스 버그만의 연구실에서 이루어졌는데, 그는 이 단백질 분해 [24]효소를 정의하는 데 처음 수십 년을 보냈다.

1930년대에 발표된 연구(주로 베르그만)는 파파인, 브로멜린,[25] 카테프신을 포함한 광범위한 단백질 분해효소군을 언급하기 위해 "카텝틱 효소"라는 용어를 사용한 것이 눈에 띈다.헤모글로빈을 사용하여 단백질 분해 효소를 정제하고 특성화하려는 초기 노력은 단어 "cathepsin"이 단일 [26]효소를 나타냄에 따라 이루어졌다. 여러 개의 별개의 카테프신 패밀리(예: B, H, L)의 존재는 당시에는 이해되지 않는 것으로 보였다.그러나 1937년까지 베르그만과 동료들은 인체의 소스(예: 간 카테프신, 비장 카테프신)[24]를 기반으로 카테프신을 구별하기 시작했다.

레퍼런스

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외부 링크

  • 펩티드가수분해효소 및 그 억제제에 대한 MEROPS 온라인 데이터베이스: A01.010
  • 미국 국립 의학 도서관 의학 주제 제목(MeSH)의 카테핀