Введение
Подгруппа серинпротеаз Калликреины - это подгруппа серинпротеаз, ферментов, способных расщеплять пептидные связи в белках. У человека калликреин плазмы (кодируемый геном KLKB1) не имеет известного параллога, в то время как связанные с калликреином пептидазы тканей (KLK) кодируют семейство из пятнадцати тесно связанных серинных протеаз. Эти гены локализованы на хромосоме 19q13, образуя крупнейший смежный кластер протеаз в геноме человека. Калликреины отвечают за координацию различных физиологических функций, включая кровяное давление, сжижение спермы и десквамацию кожи.
Kallikreins are a subgroup of serine proteases, enzymes capable of cleaving peptide bonds in proteins. In humans, plasma kallikrein (encoded by KLKB1 gene) has no known paralogue, while tissue kallikrein related peptidases (KLKs) encode a family of fifteen closely related serine proteases. These genes are localised to chromosome 19q13, forming the largest contiguous cluster of proteases within the human genome. Kallikreins are responsible for the coordination of various physiological functions including blood pressure, semen liquefaction and skin desquamation.
Возникновение
В 1934 году Эвген Верле сообщил о обнаружении в поджелудочной железе человека и различных животных такого вещества в таких больших количествах, что поджелудочная железа могла быть принята за место ее происхождения. Он назвал его калликреин, от греческого слова, означающего поджелудочную железу. С тех пор подобные ферменты были обнаружены в биологических жидкостях людей и других млекопитающих, а также в некоторых ядах змей.
Яд
Гусеница, известная как Lagoa crispata, содержит ядовитые железы, прикрепленные к подкожным шипам, которые производят и вводят яд, который в природе характеризуется как калликреин. Яд соленодонов и некоторых морских гусениц, таких как северная короткохвостая гусеница, состоит из нескольких копий серинных протеаз калликреин 1 (KLK1). KLK1 очень похожи на серин-протеазы, обнаруженные у ядовитых змей, таких как змеи, и эволюционировали параллельно от общего предшественника токсина, который вызывает гипотензивные эффекты in vivo.
Плазменный калликреин
Ген KLKB1, кодирующий плазменный калликреин, расположен на хромосоме 4q34 35. Он синтезируется в виде неактивного прекурсора, прекалликреина, который должен пройти протеолитическую обработку, чтобы стать активированным. Этому способствуют фактор XII, PRCP или другие стимулы. Плазменный калликреин высвобождает кинины (брадикинин и каллидин) из кининогенов, пептидов, отвечающих за регулирование артериального давления и активацию воспаления. Он также способен генерировать плазмин из плазминогена:
Структура
Калликреин гомологичен фактору XI и состоит из четырех яблочных доменов и одного домена серин-протеазы.
Тканевые калликреины
В отличие от плазменного калликреина, тканевые калликреины (KLK) экспрессируются по всему человеческому телу и выполняют различные физиологические функции. Поскольку некоторые калликреины способны каталитизировать активацию других калликреинов, несколько каскадов с участием этих протеаз были вовлечены в регулирование гомеостатических функций.
Функция
Как и KLKB1, три тканевых калликрейна KLK1, KLK2 и KLK12 также участвуют в регуляции артериального давления через активацию брадикинина. KLK2, KLK3, KLK4, KLK5 и KLK14 экспрессируются в простате и, как полагают, отвечают за регулирование сжижения спермы путем гидролиза спермогелина. Десквамация кожи, вероятно, контролируется KLK5, KLK7 и KLK14, которые экспрессируются в самом внешнем слое эпидермиса и расщепляют клеточные адгезионные белки. Кроме того, KLK6 и KLK8 связаны с нейронной пластичностью в центральной нервной системе.
Клиническое значение
Пептидазы, связанные с калликреином, являются объектами активного исследования исследователями лекарств в качестве возможных биомаркеров рака. Специфический антиген простаты (PSA; hk3, ген калликреина человека 3) и калликреин желез человека (hK2) используются в качестве опухолевых маркеров рака простаты. Экалантид, ланаделумаб и беротралстат являются одобренными FDA препаратами, которые ингибируют калликреин и могут использоваться для лечения наследственного ангиоедема.