Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Желатиназалар - гелатинді гидролиз арқылы ыдырататын ферменттер, олар клеткадан тыс матрицаның ыдырауында және тіндердің қайта құрылуында маңызды рөл атқарады. Желатиназалар - бұл матрицалық металлопротеиназалардың (ММП) бір түрі, олар цинкке кофактор ретінде тәуелді ферменттер туысына жатады және клеткадан тыс матрицаның бөліктерін бұза алады. ММФ- ның бірнеше кіші топтары бар, оның ішінде гелатиназа А (ММФ 2) және гелатиназа В (ММФ 9). Желатиназаларға ферменттер комиссиясының әртүрлі нөмірлері беріледі: гелатиназа А 3.4.24.24-ті, ал гелатиназа В 3.4.24.35-ті қолданады, онда алғашқы үш нөмір бірдей. Бірінші цифр - 3, бұл класс. 3-сыныптағы ферменттер - гидролаздар, гидролиз реакцияларын катализациялайтын ферменттер, яғни олар судың қатысуымен байланыстарды ажыратады. Келесі сан 4-ші класты немесе протеазаларды білдіреді, олар белоктардағы пептидтік байланыстарды гидролиздейтін ферменттер. Келесі сан - 24 субкласы, ол активті орындарында металл иондары бар металлоэндопептидазалардан тұрады, бұл жағдайда мырыш, олар пептидтік байланыстарды ажыратады. ЕК нөмірінің соңғы бөлігі - бұл тізбекті нөмір, ол кіші кіші сыныптың ішіндегі нақты ферменттерді анықтайды. 24 гелатиназа А, яғни гелатин мен коллагенді ыдырататын металлопротеиназаны, ал 35 гелатиназа В, яғни пептидтік байланыстарды гидролиздейтін гелатиназаны білдіреді.
Gelatinases are enzymes capable of degrading gelatin through hydrolysis, playing a major role in degradation of extracellular matrix and tissue remodeling. Gelatinases are a type of matrix metalloproteinase (MMP), a family of enzymes that depend on zinc as a cofactor and can break down parts of the extracellular matrix. MMPs have multiple subgroups, including gelatinase A (MMP 2) and gelatinase B (MMP 9). Gelatinases are assigned a variety of Enzyme Commission numbers: gelatinase A uses 3.4.24.24, and gelatinase B uses 3.4.24.35, in which the first three numbers are same. The first digit, 3, is the class. Class 3 enzymes are hydrolases, enzymes that catalyze hydrolysis reactions, that is, they cleave bonds in presence of water. The next digit represents sub class 4, or proteases, which are enzymes who hydrolyze peptide bonds in proteins. The next number is the sub subclass of 24, which consists of metalloendopeptidases which contain metal ions in their active sites, in this case zinc, which help in cleaving peptide bonds. The last part of the EC number is the serial number, identifying specific enzymes within a sub subclass. 24 represents gelatinase A, which is a metalloproteinase that breaks down gelatin and collagen, while 35 represents gelatinase B, which hydrolyzes peptide bonds.
Желатиназаның түрлерде қолданылуы
Желатиназа ферменттері көптеген эукариоттарда, соның ішінде сүтқоректілерде және құстарда, бактерияларда (соның ішінде Pseudomonas aeruginosa және Serratia marcescens) және саңырауқұлақтарда кездеседі, бірақ желатиназа түрін анықтау мен қызметіне байланысты түрлер арасында айырмашылықтар болуы мүмкін. Адамда экспрессияланатын желатиназалар - матрицалық металлопротеиназалар MMP2 және MMP9. Сонымен қатар, гелатиназалар А (ММФ2) және В (ММФ9) жаңа қан тамырларының дамуына көмектеседі деп дәлелденді. Осы кеміргіштердегі көкжиек жарақаттары ферменттің белсенділігін арттырады. Желатиназа зақымдалған клетка сыртындағы матрицаны (ЭММ) қалпына келтіруге көмектеседі, зақымдалған матрицалық белоктарды (ММП 9- ға) алып тастап, ангиогендік жауап береді немесе жаңа қан тамырлары пайда болады. Бұл гелатиназалар көмегімен мүйіз қабығының стромальды жөндеу тінінде коллагеннің қайта құрылуын көрсетеді.
Gelatinase enzymes can be found in a number of eukaryotes, including mammals, and birds; bacteria including Pseudomonas aeruginosa and Serratia marcescens), and fungi, but may have variations among species based on identification and function of the gelatinase type. In humans, the gelatinases expressed are matrix metalloproteinases MMP2 and MMP9. Additionally, gelatinases A (MMP2) and B (MMP9) have been proven to assist in developing new blood vessels in corneas of rats and rabbits when experiencing corneal damage. Corneal wounds in these rodents can yield greater expression and activity of the enzyme. Gelatinase assists in remodeling damaged extracellular matrix (EMC) by removing the damaged matrix proteins (by MMP 9), yielding an angiogenic response, or formation of new blood vessels. This indicates that there is collagen remodeling in the corneal stromal repair tissue with Gelatinases.
Фермент жолы
Бұл ерекше протеазалар гидролиз арқылы желатинді екі кезекті қадам арқылы бөлшектейді. Біріншісі полипептид өнімдерін, содан кейін амин қышқылдарын (әдетте альфа-амин қышқылдарын) өндіреді. Бұл жағдайда субстрат - желатин, ал өнімдер - пайда болған полипептидтер. Гелатиназа клетка бетіндегі байланысу өзара әрекеттесулерінің ерекшелігі нәтижесінде субстрат - гелатинмен байланысады. Цинк ионы мен амин қышқылы қалдықтарымен байланысты катализатор бөліну арқылы пептидтік байланыстарды полипептидтерге бұзады. Полипептидтер одан әрі екінші кезекті қадамда және реакцияның өнімінде амин қышқылдарына айналады. TIMP 2 және басқа да TIMP сияқты қосымша ақуыздар фермент жолдарын реттеу және бақылау үшін ингибитор ретінде жұмыс істейді, бұл гелатиназаның белсенді нүктесіне байлану арқылы субстраттың ыдырауын болдырмайды.
These specific proteases use hydrolysis to break down gelatin through two sequential steps. The first produces polypeptide products, followed by amino acids (typically alpha amino acids). The substrate in this case is gelatin, and the products are the polypeptides formed. Gelatinase binds to the substrate, gelatin, due to specificity of binding interactions on cell surface. The catalysis, associated with a zinc ion and amino acid residues, breaks the peptide bonds into polypeptides through cleavage. Polypeptides are further converted into amino acids, the second sequential step and product of the reaction. Additional proteins, such as TIMP 2 and other TIMPs, work as inhibitors to regulate and control the enzymatic pathway by binding to the gelatinase active site, which prevents the breakdown of substrate.
Ұяшық бетінің байланысы
Желатиназалар ферменттердің белсенділігі мен белсенділігін жасуша бетіндегі өзара әрекеттесу арқылы реттей алады. Жер бетіндегі ақуыздар локализация, ингибиция және интернализация сияқты функцияларды реттейді. Ферменттің беткі жағына байлануы оны перицеллюлярлық кеңістіктегі кейбір субстраттармен тығыз байланыста етеді, осылайша ММП-ның қызметін реттейді. Орындалу оларға жасуша бетінің тығыз байланысы арқылы ЭМК-ның нақты элементтерін ыдыратады.
Gelatinases can regulate enzymatic activation and activity by interactions on the cell surface. Surface proteins regulate functions such as localization, inhibition, and internalization. Enzyme binding to the surface brings it in close accord with certain substrates in the pericellular space in order to regulate function of the MMPs. Localization allows them to degrade specific elements of the EMC by close cell surface association.
Кристалдық құрылымдар
Желатиназалар каталитикалық доменді (C терминалды аймағында орналасқан) қамтиды, ол ферменттік белсенділік пен субстрат молекулаларындағы пептидтік байланыстардың гидролизі үшін маңызды. Бұл доменде үш альфа-хелицидпен біріктірілген бұрмаланған бета-қағазда бес бета-қағаз бар. Белсенді орын гистидин қалдықтарын ұстайтын бета- талшығы мен альфа- спиральдің арасында орналасқан, ал тағы бір спираль гистидин қалдықтарын ұстап, циклдерді жасайды. Бұл гистидиндар катализдік мырыш ионына қатысты, олар белоктардағы пептидтік байланыстардың гидролизіне катализдік маңызды рөл атқарады. Сондай-ақ, С терминалды аймағында гемопексинге ұқсас домен бар, ол жасуша мембранасының бір бөлігімен өзара әрекеттеседі. Энзимдік ерекшелікке, аффиндікке және локализацияға ықпал ететін, антипараллель бета-желілістелген бета-жапсырмалары бар төрт бөренеден тұрады. Сонымен қатар, фибронектин II (FNII) түрі бар, ол белок-белок өзара әрекеттесуінің қатысына байланысты желатиндік өзара әрекеттесулерді тану, бүктеу және медиациялау үшін маңызды және субстрат ерекшелігі үшін маңызды. FNII екі қос жіпті антипаралель бета-қапшықтан тұрады. Жеке ММП-ның негізгі құрылымдары әртүрлі домендік құрамға ие болуы мүмкін, ал домендер мен құрылымдардың орналасуы ферменттің бүлінуі мен тұрақтылығына көмектеседі, өйткені бүліну ферменттік белсенділікті ынталандырады.
Gelatinases contain a catalytic domain (located in the C terminal region), which is essential for enzymatic activity and hydrolysis of peptide bonds in substrate molecules. This domain contains five beta strands in a twisted beta sheet bound together by three alpha helicies. The active site is located in between a beta strand and an alpha helix, holding histidine residues, with another helix holding a histidine residue, creating loops. These histidines are in relation to a catalytic zinc ion, playing an important role in catalyzing the hydrolysis of peptide bonds in proteins. Also in the C terminal region, there is a hemopexin like domain, which interacts with a part of the cell membrane. Contributing to enzyme specificity, affinity, and localization, made of four blades with antiparallel beta stranded beta sheets. Furthermore, there is the fibronectin type II (FNII), important for recognition, folding, and mediation of gelatin interactions due to the involvement of protein protein interactions, and are crucial for substrate specificity. FNII consists of two double stranded antiparallel beta sheets. The primary structures of individual MMPs may have different domain compositions, and the arrangement of the domains and structures help with folding and stability of the enzyme, as folding is what promotes enzyme activity.
Белсенді сайттар
Гелатиназалардың кейбіреулері мырышқа тәуелді протеиназалар болып табылады. Бұл белоктардың белгілі белсенді орындары каталитикалық домендерде орналасқан және әдетте катализатор үшін маңызды белгілі бір жерде мырыш атомы болады. Белсенді орындарда гистидин мен глутамат қалдықтары да бар, олар катализдік мырыш байланысу белсенді орындарының аймағын анықтайды. Бұл қалдықтар мырыш ионымен тұрақтандыру және конформация үшін үйлесімде болады. Бұл белсенді орын мырыш иондары мен амин қышқылдарының қалдықтарының үйлестірілуі нәтижесінде желатин мен коллаген сияқты субстраттардағы пептидтік байланыстардың гидролизіне көмектеседі. Олар сондай-ақ желатиназа катализіне және субстраттардың байланысына әсер етеді.
Some of the gelatinases are proteinases that are zinc dependent. The known active sites of these proteins are located in the catalytic domains, and typically contain a zinc atom at known site, which is important for catalysis. The active sites also contain histidine and glutamate residues, establishing the catalytic zinc binding active site region. These residues are in coordination with the zinc ion for stabilization and conformation. This active site aids the hydrolysis of peptide bonds in substrates, such as gelatin and collagen, due to coordination of zinc ions and amino acid residues. They also influence gelatinase catalysis and binding of substrates.