Кіріспе
Гранзимдер – цитотоксикалық Т-лимфоциттер мен табиғи өлтіруші (NK) жасушаларының цитоплазмалық түйіршіктерінен бөлінетін серин протеазалар. Олар мақсатты жасушада бағдарланған жасуша өлімін (апоптозды) туындатады, осылайша қатерлі ісікке айналған немесе вирустармен немесе бактериялармен зарарланған жасушаларды жояды. Гранзимдер бактерияларды өлтіріп, вирус көбеюін тежейді. NK және Т жасушаларында гранзимдер перфоринмен бірге цитотоксикалық түйіршіктерде жиналады. Гранзимдер сондай-ақ эндоплазмалық торда, Гольги аппаратында және транс-Гольги торда табылуы мүмкін. Цитотоксикалық түйіршіктердің құрамы гранзимдердің мақсатты жасушаның цитозолына енуіне жағдай жасайды. Түйіршіктер мақсатты жасушамен құрылған иммундық синапсқа жіберіледі, онда перфорин гранзимдерді мақсатты жасушаның эндосомаларына, содан кейін цитозолына жеткізеді. Гранзимдер серин эстеразалар отбасының құрамына жатады. Олар туа пайда болған иммунды жасушалармен экспрессияланатын басқа иммундық серин протеазаларымен, мысалы, нейтрофильдік эластаза және катепсин G сияқтылармен тығыз байланысты. Гранзим B каспазаларды (әсіресе каспаза 3-ті) белсендіре отырып апоптозды іске қосады, ол көптеген субстраттарды, соның ішінде каспазамен белсендірілген ДНҚзаны кесіп, жасуша өлімін жүзеге асырады. Гранзим B сондай-ақ Bid белгісін кесіп, митохондрия мембранасының өткізгіштігін өзгертетін Bax және Bak белоктарын тартады, бұл цитохром c-тің (апоптосома арқылы каспаза 9-ды белсендіруге қажетті компонент), Smac/Diablo және Omi/HtrA2 (апоптозды тежеуші белоктарды (IAP) басады) босатылуына әкеледі, және басқа белоктарды да ыдыратады. Гранзим B каспаза активтілігі болмаған жағдайда апоптозға жауапты көптеген белоктарды да кесіп алады. Басқа гранзимдер каспазаға тәуелді және каспазаға тәуелсіз механизмдер арқылы жасуша өлімін белсендіреді. Гранзимдер ДНҚ және РНК нуклеин қышқылына тікелей байланысады, бұл нуклеин қышқылына байланысқан белоктарды кесуін күшейтеді. Көптеген жасушалар перфорин экспрессияламайтындықтан немесе иммундық синапстар құрамайтындықтан, гранзим B жасушадан тыс ортаға бөлінеді. Жасушадан тыс гранзим B дисрегуляцияланған немесе созылмалы қабынумен байланысты ауруларда жасушадан тыс кеңістікте жиналуы мүмкін, бұл жасушадан тыс матрицалық белоктардың ыдырауына және тіндердің жазылуы мен қайта құрылуына кедергі келтіреді. Жасушадан тыс гранзим B атеросклероз, аневризма, қан тамырларының ағуы, созылмалы жаралардың жазылуы және терінің қартаюының патогенезіне қатысты.
Granzyme B activates apoptosis by activating caspases (especially caspase 3), which cleaves many substrates, including caspase activated DNase to execute cell death. Granzyme B also cleaves the protein Bid, which recruits the proteins Bax and Bak to change the membrane permeability of the mitochondria, causing the release of cytochrome c (which is one of the parts needed to activate caspase 9 via the apoptosome), Smac/Diablo and Omi/HtrA2 (which suppress the inhibitor of apoptosis proteins (IAPs)), among other proteins. Granzyme B also cleaves many of the proteins responsible for apoptosis in the absence of caspase activity. The other granzymes activate cell death by caspase dependent and caspase independent mechanisms. The granzymes bind directly to the nucleic acids DNA and RNA; this enhances their cleavage of nucleic acid binding proteins. As many of these cell types either do not express perforin or do not form immunological synapses, granzyme B is released extracellularly. Extracellular granzyme B can accumulate in the extracellular space in diseases associated with dysregulated or chronic inflammation leading to the degradation of extracellular matrix proteins and impaired tissue healing and remodelling. Extracellular granzyme B has been implicated in the pathogenesis of atherosclerosis, aneurysm, vascular leakage, chronic wound healing, and skin aging.
Тарих
1986 жылы Юрг Цхопп және оның тобы гранзимдерді ашқандығы туралы мақала жариялады. Мақалада олар цитотоксикалық Т-лимфоциттер мен табиғи өлтіруші жасушалардың цитолиздік гранулаларында табылған әртүрлі гранзимдерді қалай тазартып, сипаттап, ашқандарын баяндады. Юрг 8 түрлі гранзимді анықтады және олардың әрқайсысы үшін ішінара аминқышқылдық тізбектерді анықтады. Бұл молекулалар Юрг пен оның командасы «гранзимдер» деген атауды ұсынғанға дейін бес жыл бойы ғылыми қауымдастықта ресми түрде Grs деп аталды. Гранзимдердің секрециясы Western Blot немесе ELISA әдістерімен анықталып, өлшенуі мүмкін. Гранзимдерді бөліп шығаратын жасушаларды ағын цитометриясы немесе ELISPOT әдісімен анықтап, сандық көрсеткіштерін бағалауға болады. Сондай-ақ, гранзимдердің активтілігі олардың протеазалық активтілігі арқылы да анықталуы мүмкін.
Басқа функциялар
Калленнің "Гранзимдер қатерлі ісік пен иммунитетте" атты еңбегінде ол қазіргі кезде жұқпалы ауруға шалдыккан және/немесе қабыну процесіндегі науқастарда А гранзимінің деңгейі жоғары болатынын талқылайды. Гранзимдердің қабыну реакциясын күшейтуге көмектесетіні де анықталды. Мысалы, ревматоидты артритпен ауыратын науқастардың ісінген буындарының синовиалдық сұйықтығында А гранзимінің деңгейі артады. Гранзимдер клеткадан тыс ортада макрофагтар мен маст жасушаларын белсендіріп, қабыну реакциясын бастауға қабілетті. Гранзимдер мен соматикалық жасушалар арасындағы өзара әрекеттесу әлі толық түсіндірілмеген, бірақ осы процесті түсінуде үнемі жаңа жетістіктерге қол жеткізілуде. Гранзим K сияқты басқа гранзимдер сепсис дамыған науқастарда жоғары деңгейде табылды. Granzyme H вирустық инфекцияға шалдыккан науқастармен тікелей байланысты екені анықталды. Ғалымдар Granzyme H вирустық ақуыздарда кездесетін протеолитикалық ыдырауды анықтауға маманданғанын тұжырымдады.