KLK5 - áttekintő ScienceDirect témák

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Kallikreinnel kapcsolatos peptidáz 8

A KLK8 tevékenység szabályozása

A KLK8 aktivitását a zimogén aktiválása, a pH és az ionok, az inhibitor kötődés és az autodegradáció szabályozza. A Pro-KLK8-ot hatékonyan aktiválja az enteropeptidáz vagy a liz-endopeptidáz. A legújabb vizsgálatok kimutatták, hogy a KLK5 in vitro aktiválja a rekombináns pro-KK8-at, amely fiziológiailag fontos lehet az emberi bőrben, ahol együtt lokalizálódnak. A szerpinek protein C-gátlója és az α2-antiplasmin gátolja a rekombináns KLK8-ot in vitro, 1,2 × 105 5, illetve 4,1 × 10 3 M –1 sec – 1 kass értékekkel. Az antitrombin III, a plazminogén aktivátor inhibitor-1 és a C1 inhibitor a KLK8 lassú inhibitora, míg az α1-antitripszin, az α1-antichimotripszin és a kallistatin nincs gátló hatása a KLK8-ra [12]. Fluorogén szubsztrát kinetikai vizsgálatok alapján az antipain, a kimosztatin és a leupeptin gátolja a KLK8-ot 0,46, 8,0 és 66 µM IC50-rel. A KLK8 aktivitását általános szerin proteáz inhibitorok, például DFP, aprotinin, benzamidin és szójabab tripszin inhibitor SBTI gátolják [11]. Erősen specifikus-KLK8 rekombináns inhibitorok, valamint a KLK8 specifikus szintetikus szubsztrátjai hiányoznak.

A többi KLK-hoz hasonlóan a KLK8-aktivitás szabályozói közé tartoznak a kalcium-, magnézium- és cinkionok, a pH, valamint a szövetspecifikus inhibitorok. A legújabb tanulmányok szerint a KLK8 szabályozása kissé eltérhet a többi tripszinszerű KLK-tól, mint például a KLK5 és a KLK14. Például a KLK5-től és a KLK14-től eltérően a KLK8 tripszinszerű aktivitását gátolja a kimosztatin. A KLK5 és KLK14 elleni cinkgátló hatás erősebb, mint a KLK8. Továbbá, a KLK5-től, 6-tól, 7-től, 11-től és 14-től eltérően és hasonlóan a KLK1-hez, a KLK8-at sem az epidermális limfoepithelialis kazal típusú inhibitor (LEKTI) egyik extracelluláris doménje sem gátolja. Kimutatták, hogy a KLK8 megköti a SPINK9 által kódolt LEKTI-2 gátlót, de ez a megkötés nem eredményezett szignifikáns gátlást. A SPINK6 gén által kódolt LEKTI-3 inhibitor szintén nem fejtett ki gátló hatást a KLK8-ra, annak ellenére, hogy képes volt gátolni a KLK5-et, a KLK7-et és a KLK14-et [13]. Érdekes módon megállapítást nyert, hogy a KLK8 keratinocitákban megköti az intracelluláris SerpinB6 vagy a Proteinase inhibitor 6/PI-6 inhibitorokat [14]. A KLK8-tól eltérően azonban a PI-6-ot a keratinociták nem választják ki az extracelluláris közegbe. Tehát a KLK8 extracelluláris aktivitásának gátlói a bőrszövetben, a petefészkekben vagy a vérszérumban továbbra is azonosíthatók.

Kallikreinnel kapcsolatos peptidáz 7

Christopher J. Farady,. Fabrice A. Kolb, a Proteolitikus enzimek kézikönyve (harmadik kiadás), 2013

Szerkezeti kémia

A bőrbetegségek állatmodelljei

3.2 Netherton-szindróma

A várakozásoknak megfelelően a Spink5 -/- egerek összefoglalják az NS betegség bőr- és gyulladásos aspektusait, ideértve az újszülöttek letalitását is (Descargues és mtsai., 2005; Yang és mtsai., 2004), amely a deszmoszomális kadherinek, például a Desmoglein 1 rendellenes lebomlásával jár. (Dsg1) és Desmocollin-1 (Dsc1) desmoglein 1, ellentétes KLK5 és KLK7 proteáz aktivitások miatt (Descargues et al., 2005). Úgy tűnik, hogy az NS epidermiszben a kontrollálatlan KLK5 aktivitás PAR-mediált TSLP expresszióval váltja ki az AD-szerű elváltozásokat, a környezettől és az adaptív immunrendszertől függetlenül (Briot et al., 2009).

A Spink5 -/- egerekhez hasonlóan, az emberi KLK5-t az epidermisz szemcsés rétegében túlzottan expresszáló transzgénikus egerek, az Invucucrin promoteren keresztül, megnövelik a KLK5 és annak downstream KLK7, KLK14 és ELA2 proteolitikus aktivitását. A Spink5 -/- jelhez hasonlóan a KLK5 transzgénikus egereknél exfoliatív erythroderma alakul ki pikkelyesedéssel, növekedési késéssel és szőr rendellenességekkel, valamint a súlyos gyulladás és a viszketés okozta allergia bőr- és szisztémás jellemzőivel. A bőr fokozza a gyulladásos citokinek és kemokinek expresszióját, az immunsejtek beszivárgásait és a Th2/Th17/Th22 T-sejt válaszok markereit, valamint az IgE és a TSLP megemelkedett szintjét a szérumban (Furio et al., 2014).

Ezzel ellentétben a Klk5 törlése megmenti a Spink5 -/- újszülött egerek újszülött halálát, és megfordítja az NS bőrjellemzőit, beleértve a bőrgát defektusát, a rendezetlen epidermális struktúrát és a bőrgyulladást (Furio et al., 2015). Különösen a Klk5 veszteség csökkenti az epidermális proteolitikus aktivitást, különösen a KLK7, KLK14 és ELA2, valamint helyreállítja a desmosomák és a corneodesmosomák szerkezeti integritását és a normális epidermális differenciálódást, valamint az Il-1β, Il17A és TSLP normalizált expresszióit.

A KLK5 NS-ben betöltött szerepének további támogatása, a Matriptase, a Pro-KLK-k aktív KLK-kké történő feldolgozásában szerepet játszó proteáz ablációja, csillapítja a gyulladást, megakadályozza a corneum szétválását és javítja a Spink5 -/- egerek epidermiszének barlangfunkcióját. (Sales et al., 2010). A tanulmány eredményei rámutatnak a matriptáz döntő szerepére az NS patogenezisében, és a matriptáz-pro-KLK út szerepét jelzik más emberi bőr- és gyulladásos megbetegedésekben.

Az állatmodellek mellett az epidermális hibákat az organotípusos 3D kultúrákban figyeljük meg, normál humán keratinocitákkal generálva, amelyeket SPINK5-re célzott kis interferáló RNS-sel (siRNS) és fibroblasztok által lakott kollagén gélekkel transzfektálunk (Wang et al., 2014). A KLK5 vagy KLK7 géncsendesítése jelentősen javítja a csökkent SPINK5 expresszió által veszélyeztetett epidermális architektúrát. Ezek a tanulmányok együttesen megerősítik a KLK5, valamint az upstream és downstream szabályozók fő szerepét az NS-ben.

Az emberi szövet Kallikrein és a Kallikreinnel kapcsolatos peptidáz család

Élettani szerepek

A KLK1-hez kapcsolódó peptidázok további tágabb szerepei a reproduktív fiziológiában vannak, különös tekintettel a szeminális vérrög oldódására és a cervico-vaginális nyálkahártya modulációjára, a bőr homeosztázisára, a fogak fejlődésére, valamint az idegi fejlődésre és a neurodegenerációra [3,4,19]. Az ezeket az eseményeket alátámasztó pontos enzimatikus funkciók jobban kutatottak, és magukban foglalják a szeminagelinek hidrolízisét az üröm feloldására, a corneodesmosome fehérjék és a zománcmátrix fehérjék lebomlását a bőr homeosztázisában és a fogfejlődésben, valamint az amiloid plakkok lerakódását az amiloid prekurzor fehérje hidrolízisével neurodegeneráció, például Alzheimer-kór [3,19,77] .

Noha a KLK-k in vivo aktivátorai ismeretlenek, a biokémiai vizsgálatok kimutatták, hogy maguk a KLK-k is valószínűleg ezt a szerepet töltik be egy szövetspecifikus aktivációs kaszkádban. Például egy in vitro KLK enzimatikus kaszkádot javasoltak a KLK2, a KLK3/PSA, a KLK4 és a KLK15 bevonásával prosztatában [4,78]. A bőrben a KLK5 által aktivált ismert KLK7 kaszkád mellett [68,79,80] a legújabb vizsgálatok azt mutatták, hogy a KLK14 aktiválja a KLK5-et [3]. Más in vitro vizsgálatok szintén a KLK potenciális kaszkádjára utalnak a központi idegrendszerben, beleértve a KLK5, KLK6, KLK8, KLK11, KLK12 és KLK14 [29,32] .

Ezeknek az ismert és feltételezett szubsztrátoknak az egyes specifikus KLK-k általi hasításának jellemzőit, amelyek ismert fiziológiai szerepükhöz vezetnek, a következő fejezetek tárgyalják.

Kallikreinnel kapcsolatos peptidáz 6

Isobel A. Scarisbrick, Michael Blaber, a Proteolitikus enzimek kézikönyve (harmadik kiadás), 2013

Aktiválási kaszkádok

A KLK-k aktiválása, különös tekintettel a kiterjedt aktivációs hálózatokban való részvételükre, a közelmúltban jelentős érdeklődésnek örvendett terület [26–29]. A KLK6 szélesebb aktivációs hálózatban való részvételét feltételezzük, tekintettel a hatékony aktiváláshoz szükséges külön aktivációs proteázra [24]. Nemrégiben a (HUMAN) KLK aktivómának egy teljes tanulmányát tették közzé az érett (HUMAN) KLK proteázok specifitása alapján a különböző (HUMAN) KLK aktivációs pro-peptidjeinek lehasításában (612.1. Ábra). Az eredmények azt mutatják, hogy bár a KLK6 valószínűleg részt vesz a KLK aktiválási kaszkádjaiban, nem a pro-KLK-k általános aktivátora (mint például a KLK5), és általában nem aktiválható számos KLK-val (mint például a „klasszikus”). KLK-k). A Pro-KLK6 az érett KLK-4, 5, 11 és 14 által aktiválható, és ezek a KLK-k az agyban expresszálódnak [4,7,30,31]. A klasszikus KLK-k mellett a (HUMAN) KLK6 a pro-KLK5, 9 és 11 potenciális aktivátora; így visszacsatolási aktivációs kapcsolatok lehetségesek (HUMAN) KLK5, 6 és 11 között [24,32,33] .

612.1. Ábra A (HUMAN) KLK pro-peptid hidrolízisének (100: 1 molarányú pro-KLK peptid: érett KLK) összefoglalása (HUMAN) KLK-k pH-ján 7,4 1 órán át 37 ° C-on (szürke skála (fehér = 0%, fekete = 100% hidrolízis)) és egy befejezett (EMBER) KLK 'aktivom' analízist kapunk [32,85] .

Számos KLK esetében beszámoltak a (HUMAN) KLK-k funkcionális metszéspontjáról a thrombostasis tengely proteázaival (egy friss áttekintésért lásd Blaber et al. [34]). A pro- (HUMAN) KLK aktivációjának jellemzése nagyszámú KLK-t azonosított, amelyeket számos thrombostasis proteáz aktiválhat (612.2. Ábra). A plazmint a pro- (HUMAN) KLK6 leghatékonyabb aktivátorának a mai napig azonosították, és az uPA szintén potenciálisan aktiváló proteáz [24,35]. Ezzel szemben a (HUMAN) KLK6-ról beszámoltak arról, hogy hasítja a plazminogént angiosztatin-szerű fragmensek felszabadítására [23]. A plazmában lévő thrombostasis proteázok és az extracelluláris mátrixban szekretált KLK-k közötti kölcsönhatás az érpermeabilitás körülményei között következhet be, például sérülés és gyulladás esetén. Így a plazmin elsődleges belépési pont lehet az ilyen kóros állapotokhoz kapcsolódó KLK aktivációs kaszkádok megindításában (612.3. Ábra). Ami a KLK6-ot illeti, a thrombostasis proteázokkal való kölcsönhatás jelentős érdeklődéssel bír a központi idegrendszeri gyulladásos patológiák folyamatának megértése szempontjából [36–38] .

612.2. Ábra A pro- (HUMAN) KLK peptid emésztési eredmények összefoglalása szelektált thrombostasis proteázokkal (100: 1 molarányú pro-KLK peptid: enzim) 7,4 pH-értéken, 24 óra 37 ° C-on (szürke skála (fehér = 0%, fekete) = 100% hidrolízis) [35]. A plazmin a pro-(HUMAN) KLK6 eddigi leghatékonyabb aktivátora, és úgy tűnik, hogy a humán pro-KLK fehérjék "általános aktivátora".

612.3. Ábra A KLK-k feltételezett metszéspontja az extracelluláris mátrixon belül és a központi idegrendszeren belüli plazmából származó thrombostasis proteázok (árnyékolt háttér) gyulladás/szöveti sérülés esetén [35] .