Еластаза
У молекулярній біології, еластаза (англ. elastase) — це фермент із класу протеаз (пептидаз), які розщеплюють білки[1]. Зокрема, це серинова протеаза[2].
Форми та класифікація
Вісім генів людини кодують еластази:
Родина | Символ гена | Назва білка | Номер КФ | ||
---|---|---|---|---|---|
Затверджений | Попередній | Затверджена | Попередня | ||
хімотрипсиноподібні | CELA1 | ELA1 | родина хімотрипсиноподібних еластаз, член 1 | еластаза 1, панкреатична | КФ 3.4.21.36 |
CELA2A | ELA2A | родина хімотрипсиноподібних еластаз, член 2A | еластаза 2A, панкреатична | КФ 3.4.21.71 | |
CELA2B | ELA2B | родина хімотрипсиноподібних еластаз, член 2B | еластаза 2B, панкреатична | КФ 3.4.21.71 | |
CELA3A | ELA3A | родина хімотрипсиноподібних еластаз, член 3A | еластаза 3A, панкреатична | КФ 3.4.21.70 | |
CELA3B | ELA3B | родина хімотрипсиноподібних еластаз, член 3B | еластаза 3B, панкреатична | КФ 3.4.21.70 | |
хімотрипсинові | CTRC | ELA4 | хімотрипсин С (кальдекрин) | еластаза 4 | КФ 3.4.21.2 |
нейтрофільні | ELANE | ELA2 | нейтрофільна еластаза | еластаза 2 | КФ 3.4.21.37 |
макрофагічні | MMP12 | HME | макрофагічна металоеластаза | макрофагічна еластаза | КФ 3.4.24.65 |
Деякі бактерії (включно з Pseudomonas aeruginosa) також виробляють еластазу. В бактерій, еластаза вважається фактором вірулентності.
Функція
Еластаза розщеплює еластин (еластичні волокна), який разом з колагеном визначає механічні властивості сполучної тканини. Нейтрофільна форма розщеплює білок зовнішньої мембрани A (англ. Outer membrane protein A; OmpA) E. coli та інших грам-негативних бактерій. Еластаза також відіграє важливу імунологічну роль у розщеплені факторів вірулентності Shigella. Це досягається розщепленням пептидних зв’язків у цільових білках. Специфічні пептидні зв’язки розщеплюються з карбоксильної сторони малих гідрофобних амінокислот, таких як гліцин, аланін і валін.
Роль еластази людини у хворобах
Дефіцит альфа-1-антитрипсину
Еластаза інгібується білком гострої фази α1-антитрипсином (A1AT), який майже незворотно зв'язується з активним центром еластази та трипсину. А1АТ зазвичай секретується клітинами печінки в сироватку крові. Дефіцит альфа-1-антитрипсину (англ. alpha-1 antitrypsin deficiency; A1AD) призводить до безінгібувальної деструкції еластичних волокон еластазою; основним наслідком є емфізема.
Циклічна нейтропенія
Рідкісна хвороба циклічна нейтропенія (також називається «циклічним кровотворенням») є аутосомно-домінантним генетичним розладом, що характеризується коливанням кількості нейтрофільних гранулоцитів протягом 21-денних періодів. За нейтропенії пацієнти ризикують інфікуватися. У 1999 році цю хворобу пов'язали з розладами в гені ELA-2/ELANE[3]. Інші форми вродженої нейтропенії також пов'язані з мутацією ELA-2.
Інші хвороби
Нейтрофільна еластаза відповідає за пухирці за бульозного пемфігоїду, стан шкіри, за наявності антитіл.
Роль бактеріальної еластази у хворобах
Показано, що еластаза руйнує щільні контакти, спричиняє протеолітичне пошкодження тканин, розщеплює цитокіни та альфа-протеїназні інгібітори, імуноглобуліни A і G (IgA, IgG), C3bi (компонент системи комплементу), CR1 (рецептор нейтрофілів для іншої молекули комплементу, яка бере участь у фагоцитозі). Розщеплення IgA, IgG, C3bi та CR1 сприяє зменшенню здатності нейтрофілів вбивати бактерії фагоцитозом. Разом усі ці фактори сприяють розвитку патології у людини.
Зовнішні посилання
Посилання
- Bieth JG (2001). [The elastases]. J. Soc. Biol. (фр.) 195 (2): 173–9. PMID 11723830. doi:10.1051/jbio/2001195020173.
- Bruce, Alberts (18 листопада 2014). Molecular biology of the cell (вид. Sixth). New York, NY. ISBN 9780815344322. OCLC 887605755.
- Horwitz M, Benson KF, Person RE, Aprikyan AG, Dale DC (1999). Mutations in ELA2, encoding neutrophil elastase, define a 21-day biological clock in cyclic haematopoiesis. Nat. Genet. 23 (4): 433–6. PMID 10581030. doi:10.1038/70544.(англ.)