Введение
Гранзим B (GrB) — одна из серинпротеазных гранзим, наиболее часто обнаруживаемых в гранулах клеток-натуральных киллеров (NK-клеток) и цитотоксических Т-клеток. Он секретируется этими клетками совместно с пором-образующим белком перфорином для индукции апоптоза в клетках-мишенях. Также было установлено, что Granzyme B продуцируется широким спектром нецитотоксических клеток, от базофилов и тучных клеток до клеток гладкой мускулатуры. Вторичные функции гранзима B также разнообразны. Показано, что Granzyme B участвует в индуцировании воспаления посредством стимуляции высвобождения цитокинов, а также в ремоделировании внеклеточного матрикса. Повышенные уровни гранзима B также вовлечены в развитие ряда аутоиммунных заболеваний, нескольких кожных заболеваний и сахарного диабета 1 типа.
Структура
У человека гранзим B кодируется геном GZMB на хромосоме 14q.11.2, длиной 3,2 кб и состоящим из 5 экзонов. Он является одним из наиболее распространенных гранзимов, которых у человека 5, а у мышей – 10. Фермент изначально находится в неактивной форме предшественника – зимогена, с дополнительной аминотерминальной пептидной последовательностью. Также было показано, что катепсин H активирует гранзим B.
Granzyme B is active at a neutral pH and is therefore inactive in the acidic CTL granules. The enzyme is also rendered inactive when bound by serglycin in the granules to avoid apoptosis triggering inside the cytotoxic T cells themselves. Granzyme B has also been proposed to enter a target by first exchanging its bound serglycin for negative phospholipids in a target's plasma membrane. Entry then occurs by the less selective process of absorptive pinocytosis. Granzyme B can also cleave BID leading to BAX/BAK oligomerisation and cytochrome c release from the mitochondria. Granzyme B can cleave ICAD leading to DNA fragmentation and the laddering pattern associated with apoptosis. The caspase independent pathways of cell death are thought to have arisen to overcome viruses that can inhibit caspases and prevent apoptosis.
Гранзим B активен при нейтральном pH и, следовательно, неактивен в кислых гранулах цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL). Фермент также становится неактивным при связывании с серглицином в гранулах, чтобы предотвратить запуск апоптоза внутри самих цитотоксических Т-клеток. Предполагается, что для проникновения в клетку-мишень гранзим B сначала обменивает связанный с ним серглицин на отрицательно заряженные фосфолипиды в плазматической мембране мишени. Затем проникновение происходит посредством менее селективного процесса абсорбтивного пиноцитоза. Гранзим B также способен расщеплять BID, что приводит к олигомеризации BAX/BAK и высвобождению цитохрома c из митохондрий. Гранзим B может расщеплять ICAD, вызывая фрагментацию ДНК и характерную для апоптоза картину "лестницы". Каспазонезависимые пути клеточной смерти, вероятно, возникли как механизм преодоления вирусов, способных ингибировать каспазы и предотвращать апоптоз.
Granzyme B is active at a neutral pH and is therefore inactive in the acidic CTL granules. The enzyme is also rendered inactive when bound by serglycin in the granules to avoid apoptosis triggering inside the cytotoxic T cells themselves. Granzyme B has also been proposed to enter a target by first exchanging its bound serglycin for negative phospholipids in a target's plasma membrane. Entry then occurs by the less selective process of absorptive pinocytosis. Granzyme B can also cleave BID leading to BAX/BAK oligomerisation and cytochrome c release from the mitochondria. Granzyme B can cleave ICAD leading to DNA fragmentation and the laddering pattern associated with apoptosis. The caspase independent pathways of cell death are thought to have arisen to overcome viruses that can inhibit caspases and prevent apoptosis.
Внеклеточная матрица
Granzyme B способен разрушать многие белки внеклеточного матрикса (ECM), включая фибронектин, витронектин и агрекан. Расщепление может вызывать гибель клеток посредством аноикиса и высвобождение аларминов из ЭКМ, индуцируя воспаление. Расщепление витронектина происходит в области связывания RGD-интегрина, прерывая сигнальные пути роста клеток. Расщепление ламинина и фибронектина нарушает прикрепление дермально-эпидермального соединения и межклеточное взаимодействие, в то время как разрушение декорина гранзимом B вызывает дезорганизацию коллагена, истончение кожи и старение. Кератиноциты могут экспрессировать гранзим B после воздействия UVA и UVB, что связано с фотостарением кожи. Granzyme M также может расщеплять PI 9 в ядре и цитоплазме, снимая ингибирование гранзима B. Высвобождение гранзима B с перфорином из CD8+ Т-клеток может вызывать отторжение трансплантатов сердца и почек путем уничтожения аллогенных эндотелиальных клеток. Уничтожение инсулин-продуцирующих β-клеток в островках поджелудочной железы опосредуется Т-клетками и гранзимом B, что способствует развитию сахарного диабета 1 типа. Гранзим B также может вызывать гибель клеток после травмы спинного мозга и обнаруживается в повышенных концентрациях при ревматоидном артрите. Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) связывается с выделением гранзима B из NK- и Т-клеток, вызывающим апоптоз бронхиальных эпителиальных клеток. Дестабилизация и ремоделирование матрикса гранзимом B также связаны с патогенезом астмы. Гранзим B способен уничтожать меланоциты, вызывая витилиго, а переэкспрессия гранзима B наблюдается при контактном дерматите, склерозирующем лишайнике и плоском лишайнике. Цитотоксические клетки, экспрессирующие гранзим B, были обнаружены вблизи волосяных фолликулов, что указывает на возможную роль в выпадении волос.