Katepsin S
Katepsin S, poznat i kao CTSS, je enzimski protein koji je kod čovjeka kodiran sa lokus gena CTSS.[5]
Protein kojeg kodira ovaj gen, član je porodice peptidaza C1, lizosomne cistein proteaze, koji mogu sudjelovati u razgradnji antigenih proteina do peptida za prezentaciju na molekulama MHC klase II. Kodirani protein može funkcionirati kao elastaza u širokom rasponu pH u plućmim alveolskim makrofagima. Postoje varijante transkripta koje koriste alternativne poliadenilacijske signale koji postoje za ovaj gen.[5][6]
Funkcija
[uredi | uredi izvor]Katepsin S je lizosomni enzim koji pripada porodici cistein proteaza papaina. Dok je njegova ulogu u prezentaciji antigen odavno prepoznata, sada se shvatilo da katepsin S ima ulogu u svrabu i bolu ili nocicepcijama. Rezultati istraživanja njegove u zarazama, ukazuju da katepsin S funkcionira kao signalna molekula, koja preko aktivacije proteaze aktivira receptore 2 i 4 člana porodice G-protein spregnutih receptora.[7][8] [9][10][11][12]
Katepsin S se u ćelijama izražava kao antigen, uključujući makrofage, B-limfocite, dendritske ćelije i mikrogliju. Katepsin S se ispoljava i u nekim m epitelnim ćelijama. Njegova ekspresija se znatno povećava u ljudskom keratinocitima sljedeći stimulaciju sa interferona-gama, koja je povišena u psorijaznim keratinocitima, zbog stimulacije proinflamatornog faktora. Nasuprot tome, epitelne ćelije kortikalnog timusa ne iispoljavaju prisustvo katepsina S.
Dok je optimum pH mnogih lizosomnih proteaza u zoni kiselosti, katepsin S je izuzetak. Ovaj enzim ostaje katalitski aktivan pod neutralnim pH, a optimum je između pH vrijednosti 6,0 i 7,5. Mnoge lizosomne proteaza su zarobljeni unutar lizosoma, zbog problema sa stabilnosti. Nasuprot tome, katepsin S ostaje stabilan i ima fiziološku ulogu izvan lizosoma. Imune ćelije, uključujući i makrofage i mikrogliju, luče katepsin S kao odgovor na upalne medijatore, uključujući lipopolisaharide, proinflamatorne citokin i neutrofile. In vitro, katepsin S zadržava neke aktivnosti enzima u prisustvu 3M ureje. Katepsin S se proizvodi kao zimogen i obradom se aktivira.
Aktivnost katepsin S je čvrsto regulirana njegovim endogenim inhibitorom, cistatinom C, koji također ima ulogu u prezentaciji antigena. Cistatin A i B su manje aktivni u odnosu na cistatin C.
Aktivna mjesta razlaganja katepsina S su – (– Val – Val –Arg–) –, a treba da imaju najmanje dvije aminokiseline koje ga okružuju sa svake strane.
Dok aizosomne proteaza smrtno razgrađuju proteine u lizoaomima, katepsin S ima vlastitu prepoznatljivu fiziološku ulogu.[7][12][13]
Uloga u prezentaciji antigena
[uredi | uredi izvor]Ovaj enzim ima ključnu ulogu u prezentaciji antigena. Glavni kompleks histokompatibilnosti, kompleks molekula klase II, u interakciji s malim fragmentima peptidea za prezentaciju na površini antigene prezentacije imunih ćelija. Katepsin S učestvuje u degradaciji invarijantnih ili drugih lanaca koji inhibiraju antigenski kompleks. Ova degradacija se javlja u lizosomima. Hronološki, akcija katepsina S prati dvije podjele aspartil proteaza . Katepsin S cijepa preostali fragment Ii (IiP1) i ostavlja mali dio Ii poznat kao CLIP koji ostaje direktno povezan sa složenim.[14][15]
Proteolitska degradacija Ii je važno jer olakšava odvajanje od CLIP od MHC II, a onda, kompleks može učitati odabrani antigen. Nakon ubacivanja antigena, molekula MHC II prelazi na površinu ćelije. Stoga, možemo nagađati da prekomjerna aktivnost katepsin S može dovesti do prerane degradacije Ii, povremeno opterećenje MHC II i autoimunih napada. Naprotiv, inhibicija katepsina S će dovesti do kašnjenja u degradaciju Ii i antigena u MHC II, kao i neprikladno prisustvo nerazloženog Li-fragmenta u MHC II na površini ćelije. To će umanjiti i oslabiti imuni odgovor. Naprimjer, ova vrsta MHC II neće moći vrlo efikasno izazvati proliferaciju T-ćelija.
U makrofagima, katepsin S može biti zamijenjen katepsinom F.
Uloga u degradaciju ECM
[uredi | uredi izvor]Izlučeni katepsin S cijepa neke ekstracelularne matrikse (ECM) proteina. Može se smatrati najpotentnijom poznatom elastazom. Lista predloženih podloga katepsina S uključuje laminin, fibronektinski elastin, osteokalcin i neke kolagene. Također cijepa hondroitin sulfat, heparan sulfat i proteoglikan bazne membrane. Katepsin S ima aktivnu ulogu u propusnosti krvnih sudova i i angiogenezi, zbog svoje elastolitske kolagenolitske aktivnosti. Naprimjer, cijepanje laminina-5 katepsinom S dovodi do generiranja proangiogenik peptida. Ispoljavanje katepsina S može biti izazvano proupalnim faktorima koje luči ćelije tumora. U tumorigenezi, katepsin S promovira rast tumora.
Klinički značaj
[uredi | uredi izvor]Katepsin S se pokazao da može biti značajan prognostički faktor za pacijente sa tipom IV astrocita (glioblastoma multiforme), a inhibicija je pokazala napredak u dužini preživljavanja od prosjeka, više od 5 mjeseci. To je zato što cisteinski enzimi više ne mogu djelovati zajedno s drugim proteazama i razlažu vanćelijski matriks mozga. Dakle, širenje tumora se zaustavlja. Naučnici su upravo objavili da ovaj enzim predviđa smrt, kao što se pokazalo da je povezan i sa bolestima srca i rakom.[16]
Također pogledajte
[uredi | uredi izvor]Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000163131 - Ensembl, maj 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000038642 - Ensembl, maj 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ a b "Entrez Gene: CTSS cathepsin S".
- ^ "Cathepsin S signals via PAR2 and generates a novel tethered ligand receptor agonist". PLOS ONE. 9 (6): e99702. 2014. doi:10.1371/journal.pone.0099702. PMID 24964046.
- ^ a b Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.
- ^ Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
- ^ Warrell D. A., Cox T. M., Firth J. D. (2010): The Oxford Textbook of Medicine Arhivirano 21. 3. 2012. na Wayback Machine (5th ed.). Oxford University Press
- ^ Noble J. (1987): Textbook of general medicine and primary care. Little Brown & Co, IS BN-13: 978-0316611503; ISBN 0316611506 .
- ^ a b Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.
- ^ Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, ISBN 0-7216-0240-1.
- ^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
- ^ Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell. Garland Science, New York, ISBN 0-8153-3218-1.
- ^ Time. 31. 8. 2011 http://healthland.time.com/2011/08/31/a-blood-test-to-predict-death-it-could-be-possible/?hpt=hp_t2. Parametar
|title=nedostaje ili je prazan (pomoć)