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.

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.