Изтеглете като PDF

За тази страница

Свързана с каликреин пептидаза 8

Регулиране на дейността KLK8

Активността на KLK8 се регулира от активиране на зимоген, рН и йони, свързване на инхибитора и авторазграждане. Pro-KLK8 се активира ефективно от ентеропептидаза или лизл ендопептидаза. Последните проучвания показват, че KLK5 активира рекомбинантен про-KK8 in vitro, което може да бъде важно физиологично в човешката кожа, където те се локализират. Инхибиторът на serpins протеин С и α2-антиплазмин инхибират рекомбинантен KLK8 in vitro със стойности на kass съответно 1,2 × 10 5 и 4,1 × 10 3 M −1 sec −1. Антитромбин III, инхибитор на плазминогенен активатор-1 и инхибитор на С1 са бавни инхибитори на KLK8, докато α1-антитрипсин, α1-антихимотрипсин и калистатин нямат инхибиторен ефект върху KLK8 [12]. Въз основа на кинетични анализи на флуорогенен субстрат, антипаинът, химостатинът и левпептинът инхибират KLK8 с IC50 съответно от 0,46, 8,0 и 66 цМ. Активността на KLK8 се инхибира от общите инхибитори на сериновата протеаза като DFP, апротинин, бензамидин и инхибитор на трипсин от соя SBTI [11]. Към днешна дата липсват високоспецифични KLK8 рекомбинантни инхибитори, както и специфични синтетични субстрати на KLK8.

Подобно на други KLK, регулаторите на активността на KLK8 включват калциеви, магнезиеви и цинкови йони, рН, както и тъканно специфични инхибитори. Последните проучвания показват, че регулирането на KLK8 може да се различава леко от други подобни на трипсин KLK, като KLK5 и KLK14. Например, за разлика от KLK5 и KLK14, трипсиноподобната активност на KLK8 се инхибира от химостатина. Потискането на цинка срещу KLK5 и KLK14 е по-силно от KLK8. Освен това, за разлика от KLK5, 6, 7, 11 и 14 и подобни на KLK1, KLK8 не се инхибира от нито един от извънклетъчните домейни на епидермален лимфоепителен инхибитор от типа казал (LEKTI). Установено е, че KLK8 свързва LEKTI-2 инхибитора, кодиран от SPINK9, но не се получава значително инхибиране от това свързване. Инхибиторът LEKTI-3, кодиран от гена SPINK6, също не упражнява инхибиторен ефект върху KLK8, въпреки че е в състояние да инхибира KLK5, KLK7 и KLK14 [13]. Интересното е, че е установено, че KLK8 свързва вътреклетъчния инхибитор SerpinB6 или протеиназния инхибитор 6/PI-6 в кератиноцитите [14]. Въпреки това, за разлика от KLK8, PI-6 не се секретира от кератиноцитите в извънклетъчната среда. По този начин остава да бъдат идентифицирани инхибитори на извънклетъчната активност на KLK8 в кожната тъкан, яйчниците или кръвния серум.

Свързана с каликреин пептидаза 7

Кристофър Дж. Фаради,. Фабрис А. Колб, в Наръчник на протеолитичните ензими (трето издание), 2013

Структурна химия

Животински модели на кожни нарушения

3.2 Синдром на Netherton

Както се очаква, мишките Spink5 -/- рекапитулират кожни и възпалителни аспекти на NS заболяването, включително летална смърт при новородени (Descargues et al., 2005; Yang et al., 2004), което е свързано с необичайно разграждане на десмозомалните кадерини, като Desmoglein 1 (Dsg1) и Desmocollin-1 (Dsc1) десмоглеин 1, поради непротивопоставени KLK5 и KLK7 протеазни дейности (Descargues et al., 2005). Неконтролираната активност на KLK5 в NS епидермиса изглежда предизвиква AD-подобни лезии чрез PAR2-медиирана експресия на TSLP, независимо от околната среда и адаптивната имунна система (Briot et al., 2009).

Подобно на мишки Spink5 -/-, трансгенните мишки, проектирани да свръхекспресират човешки KLK5 в гранулирания слой на епидермиса чрез показване на промотор на инволюкрин, повишават протеолитичната активност на KLK5 и неговите KLK7, KLK14 и ELA2 надолу по веригата. Подобно на Spink5 -/-, трансгенните мишки KLK5 развиват ексфолиативна еритродермия с лющене, забавяне на растежа и аномалии на косата, както и кожни и системни белези на тежко възпаление и алергия с пруритус. Кожата показва повишена експресия на възпалителни цитокини и хемокини, инфилтрации на имунни клетки и маркери на Th2/Th17/Th22 Т-клетъчни отговори, заедно с повишени нива на IgE и TSLP в серума (Furio et al., 2014).

И обратно, делецията на Klk5 спасява новородената леталност на новородените мишки Spink5 -/- и обръща кожните отличителни белези на NS, включително дефект на кожната бариера, нарушена епидермална структура и възпаление на кожата (Furio et al., 2015). Забележително е, че загубата на Klk5 води до намалена епидермална протеолитична активност, особено KLK7, KLK14 и ELA2, и възстановяване на структурната цялост на десмозомите и корнеодесмозомите и нормална епидермална диференциация, както и нормализирани експресии на Il-1β, Il17A и TSLP.

По-нататъшно подпомагане на ролята на KLK5 в NS, аблация на матриптаза, протеаза, участваща в преработката на Pro-KLKs в активна KLK, овлажнено възпаление, предотвратява отделянето на роговия слой и подобрява бариерната функция на епидермиса на Spink5 -/- мишки (Продажби и др., 2010). Резултатите от това проучване показват решаваща роля на матриптазата в патогенезата на NS и предполагат роля на пътя на матриптазата-pro-KLK при други човешки кожни и възпалителни заболявания.

В допълнение към животински модели, епидермалните дефекти се наблюдават в органотипични 3D култури, генерирани с нормални човешки кератиноцити, трансфектирани с насочена към SPINK5 малка интерферираща РНК (siRNA) и колагенови гелове, населени с фибробласти (Wang et al., 2014). Генното заглушаване на KLK5 или KLK7 значително подобрява епидермалната архитектура, компрометирана от намалената експресия на SPINK5. Заедно тези изследвания потвърждават основната роля на KLK5 и неговите регулатори нагоре и надолу по веригата в NS.

Каликреинът на човешката тъкан и свързаното с каликреин семейство пептидази

Физиологични роли

Други по-широки роли на свързаните с KLK1 пептидази са в репродуктивната физиология, по-специално разтварянето на семенните съсиреци и цервикално-вагиналната лигавична модулация, хомеостазата на кожата, развитието на зъбите и нервното развитие и невродегенерацията [3,4,19]. Прецизните ензимни функции, подкрепящи тези събития, са по-добре проучени и включват хидролиза на семиногелини за разтваряне на семенния съсирек, разграждане на протеини на корнеодесмозома и матрица на емайла в кожната хомеостаза и развитие на зъбите и отлагане на амилоидни плаки чрез хидролиза на амилоидния предшественик невродегенерация, като болестта на Алцхаймер [3,19,77] .

Въпреки че in vivo активаторите на KLK са неизвестни, биохимичните проучвания разкриват, че самите KLKs вероятно изпълняват тази роля в тъканно специфична каскада за активиране. Например, in vitro KLK ензимна каскада, включваща KLK2, KLK3/PSA, KLK4 и KLK15, беше предложена в простатата [4,78]. В кожата, в допълнение към известната каскада от KLK7, активирана от KLK5 [68,79,80], скорошни проучвания показват, че KLK14 активира KLK5 [3]. Други in vitro проучвания също предполагат потенциална KLK каскада в централната нервна система, включително KLK5, KLK6, KLK8, KLK11, KLK12 и KLK14 [29,32] .

Характеристиките на подробното разцепване на тези известни и предполагаеми субстрати от всеки от специфичните KLK, което води до техните известни физиологични роли, ще бъдат разгледани в следващите глави.

Свързана с каликреин пептидаза 6

Isobel A. Scarisbrick, Michael Blaber, в Handbook of Proteolytic Enzymes (Трето издание), 2013

Каскади за активиране

Активирането на KLK, по-специално тяхното участие в обширни мрежи за активиране, беше област от значителен интерес в последно време [26–29]. Участието на KLK6 в по-широка активационна мрежа се приема предвид изискването за отделна активираща протеаза за ефективно активиране [24]. Наскоро беше публикувано цялостно проучване на (HUMAN) KLK активома въз основа на специфичността на зрелите (HUMAN) KLK протеази при разцепване на активационния пропептид на различните (HUMAN) KLK (Фигура 612.1). Резултатите показват, че докато KLK6 вероятно участва в каскади за активиране на KLK, той не е нито общ активатор на про-KLK (като например KLK5), нито обикновено се активира от голям брой KLK (както са например „класическите“ KLK). Pro-KLK6 е потенциално активируем от зрели KLK-4, 5, 11 и 14 и тези KLK се експресират в мозъка [4,7,30,31]. В допълнение към класическите KLK, (HUMAN) KLK6 е потенциален активатор на pro-KLK5, 9 и 11; по този начин са възможни връзки за активиране на обратна връзка между (ЧОВЕШКИ) KLK5, 6 и 11 [24,32,33] .

ScienceDirect теми

Фигура 612.1. Резюме на (ЧОВЕШКИ) KLK пропептидни хидролизи (100: 1 моларно съотношение про-KLK пептид: зрял KLK) от (ЧОВЕШКИ) KLK при рН 7,4 за 1 час при 37 ° C (представено в сива скала (бяло = 0%, черно = 100% хидролиза)) и получаване на завършен (ЧОВЕШКИ) анализ на KLK „активома“ [32,85] .

Функционалното пресичане на (HUMAN) KLKs с протеази на оста на тромбостазата е съобщено за редица KLKs (за скорошен преглед вж. Blaber et al. [34]). Характеризирането на активирането на про- (ЧОВЕШКИ) KLK идентифицира голям брой KLK, които могат да бъдат активирани от няколко от протеазите на тромбостазата (Фигура 612.2). Плазминът е докладван като най-ефективният активатор на про- (ЧОВЕШКИ) KLK6, идентифициран досега, а uPA също е потенциална активираща протеаза [24,35]. И обратно, (HUMAN) KLK6 се съобщава, че разцепва плазминоген, за да освободи фрагменти, подобни на ангиостатин [23]. Взаимодействието между тромбостазните протеази в плазмата и секретираните KLK в извънклетъчния матрикс би възникнало при условия на съдова пропускливост, както по време на нараняване и възпаление. По този начин плазминът може да бъде основна входна точка при инициирането на каскади за активиране на KLK, свързани с такива патологични състояния (Фигура 612.3). По отношение на KLK6, взаимодействието с протеазите на тромбостазата представлява съществен интерес за разбиране на процеса на възпалителни патологии на ЦНС [36–38] .

Фигура 612.2. Обобщение на резултатите от смилането на про- (ЧОВЕШКИ) KLK пептид чрез избрани протеази на тромбостаза (моларно съотношение 100: 1 про-KLK пептид: ензим) при pH 7,4, 24 часа при 37 ° C (представено в сива скала (бяло = 0%, черно = 100% хидролиза) [35]. Плазминът е най-ефективният активатор на про- (ЧОВЕШКИ) KLK6, идентифициран към днешна дата и изглежда като „общ активатор“ на човешките про-KLK протеини.

Фигура 612.3. Постулирано пресичане на KLK в извънклетъчния матрикс и протеази на тромбостаза (засенчен фон) от плазма в ЦНС при възпаление/увреждане на тъканите [35] .