Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Význam proteolysy za fysiologických a patologických stavů Zdenka Kučerová.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Význam proteolysy za fysiologických a patologických stavů Zdenka Kučerová."— Transkript prezentace:

1

2 Význam proteolysy za fysiologických a patologických stavů Zdenka Kučerová

3 Funkce proteas klíčová role v kontrole buněčného cyklu štěpí peptidovou vazbu fyziologie ( vývoj, reprodukce, apoptosa, homeostasa) patologie ( záněty, neurologická onemocnění, rakovina) za fysiologických podmínek existuje rovnováha mezi proteasami a jejich inhibitory pro proteasy v lidské biologii byl zaveden termín degradome

4 úloha proteas  konverse makromolekulárních substrátů na malé fragmenty, až na aminokyseliny metabolity jsou zdrojem energie, nebo se vrací pro další resyntesu nových bílkovin  konverze inaktivních proproteinů nebo peptidů do formy s výraznou biologickou aktivitou (konverze zymogenů na aktivní peptidy nebo prohormonů na hormony)

5 Rozdíl mezi digestivní (zažívací trakt) a regulační (buňka) funkcí proteas znalosti o regulačním mechanismu proteas infekční onemocnění, maligní, genetických onemocnění,

6 regulační úloha ve fysiologických procesech požadavky limitované proteolysy mají funkční důležitost Mnoho fysiologických reakcí, závisí na specifickém rozštěpení petidové vazby odštěpení signálních peptidů segmentaci translačních produktů mRNA bílkovinné prekursory peptidových hormonů aktivaci nejrůznějších enzymů

7 Fysiologické požadavky -vlastní aktivita musí být regulována dva základní principy regulace Aktivace zymogenů limitovanou proteolysou konformační změna molekuly rozštěpení specifické peptidové vazby Inhibice specifickými inhibitory proteasové inhibitory ovlivňují aktivitu vazbou v aktivním místem enzymu

8 plasmatické inhibitory proteas  1 - inhibitor proteas, antichymotrypsin, antitrombin III » jsou homologní bílkovinám a jsou fyziologické plasmatický inhibitor  2 - macroglobulin má universální specifitu a jedinečný mechanismus účinku  použití inhibitorů v terapii

9 Klasifikace proteinás Endopeptidasy štěpí vnitřní vazbu mezi aminokyselinovými zbytky  serinové proteinasy (EC ), pH optimum 7-9 trypsin,chymotrypsin, trombin, plasmin  cysteinové (thiolové )proteinasy ( EC ), pH optimum 4-7 caspasy, kathepsiny, calpain  aspartátové proteinasy (EC ), optimum pH pod 5 pepsin, gastricsin, renin, HIV proteinasa  metaloproteinasy (EC ) pH optimum 7-9 kolagenasa, gelatinasa

10 Exopeptidasy  aminopeptidasy (EC ) jednu aminokyselinu z N- konce polypeptidového řetězce  dipeptidylpeptidasy(EC ) dipeptid z N-konce polypeptidového řetězce  carboxypeptidasy ( EC , 17 ) jednu aminokyselinu z C-konce polypeptidového řetězce  peptidyldipeptidasy ( EC ) dipeptid z C-konce polypeptidového řetězce  dipeptidasy (EC ) Štěpí dipeptidy na jednotlivé aminokyseliny Rozdíly mezi jednotlivými proteinasami jsou založeny na substrátové specifitě Obvykle jeden řetězec spojený disulfidickými můstky

11 Chemické vlastnosti některých proteinas enzym MW isoelektrický bod chymotrypsino- gen A  trypsin plasmin elastasa papain pepsin carboxypepti- dasa A

12

13

14 Inhibitory serinové proteinasy universální není znám, obvykle diisopropyl fosfofluoridat, chlormethylketony, aprotinin, cysteinové proteinasy většinou nespecificky modifikovaná cysteinová činidla nízkomolekulární thioly, mercaptany, aspartátové proteinasy epoxy a diazosloučeniny, pepstatin metaloproteinasy odstanění kovu, chelatory

15 SERINOVÉ PROTEINASY  Digestivní v trávicím traktu (trypsin, chymotrypsin), štěpí bílkovin potravy. Syntetisovány jsou jako zymogeny, k aktivaci jsou potřeba další proteinasy, které odštěpí aktivační peptid.  Regulační působí při limitované proteolyse na př. kaskády krevní koagulace, fibrinolysy, maligních onemocnění a dalších fysiologických i patofysiologických dějů.

16 Úvod do koagulace srážení krve » převedení rozpustného proteinu fibrinogenu na nerozpustnou sraženinu fibrin zásadní úloha koagulačních faktorů - serinové proteinasy celkem 12 koagulačních faktorů - převážně serinové proteinasy v neaktivní formě K aktivaci dochází při poškození krevního endotelu (t.zv. vnitřní system), nebo poškozením tkáně (t.zv. zevní system). Aktivované koagulační faktory vytvářejí kaskádu postupně vzájemně se aktivujících faktorů na jejímž konci je aktivace protrombinu, jehož aktivní forma trombin (k.f.II) působí přímo na fibrinogen (k.f.I).

17

18 Každý z enzymů kaskády má svůj specifický substrát a proteolytickou specifitu, přesto mají několik společných rysů:  Komplexy jsou funkčně analogické a mají strukturálně homologické komponenty.  Enzymové komplexy mají podobné požadavky pro shlukování a aktivitu.  V každém případě tvorba enzymového komplexu závisí na významném zvýšení a lokalizaci katalytické rychlosti aktivace substrátem.

19

20 Klíčové body regulace jsou spojeny s tvorbou vitamin K dependentních enzymových komplexů.  Proteolytická aktivace plasmatického prokofaktoru na aktivní kofaktor  Přítomnost vhodného povrchu membrány a možnost propojení interakcí s vazbou bílkoviny  Konverse zymogenů na serinovou proteasu

21

22 Lokalizace na membránovém povrchu a tvorba enzymového komplexu způsobují významný vzrůst v reakční rychlosti ve srovnání s proteasami v roztoku. Proteasy vázané na membráně v přítomnosti vhodného kofaktoru mají enormně zvýšenou reakční rychlost ( krát). Katalytická účinnost v komplexu je rovněž zvýšena. Tvorba komplexu je sama impulsem který vede k rychlému vzniku proteolytické aktivity. Disociace vede k ukončení reakce..

23 Každý z faktorů (proteináz) je esencialní pro rovnováhu v normálním krevním srážení.  Pacienti, kterým chybí faktor VIII nebo IX mají hluboký hemostatický defekt, stejně jako ti, kteří nemají faktor X nebo V.  Pacienti s nedostatkem faktoru VII mají značně zvýšenou krvácivost.

24

25 Trombin je klíčový pro celou řadu důležitých dějů  transformaci rozpustného fibrinogenu na fibrin,  v agregaci destiček,  aktivaci faktoru XIII, který stabilizuje krevní sraženinu koagulum. Trombin odstraňuje N-konce fibrinopeptidy  fibrin monomer  fibrinového koagula Produkce trombinu je rychlá, autokatalytické povahy ◆ zpětná vazba další koagulační komponenty ( faktor V,VIII a VII).

26 Ukončení krevní koagulace koagulem iniciované, nebo enzymy regulované  inhibice- plasmatické bílkovinné inhibitory, včetně fibrinu. Základní je antitrombin III, má interferenci ke všem serinovým proteinasám v koagulačním systemu.  antikoagulační funkce- plasmatické proteiny C a S. Osoby s dědičně sníženou hladinou proteinu C a S mají predisposici k trombose. Aktivovaný protein C štěpí selektivně peptidové vazby ve faktoru Va a VIIIa a tím je inaktivuje. Je-li faktor Xa vázán k faktoru Va, aktivovaný protein C je neefektivní. Protektivní účinek faktoru Xa může být potlačen proteinem S. Po tvorbě klotu následuje fibrinolysa a obnova tkáně.

27 Fibrinolysa plasminogen je konvertován na aktivní plasmin, ten degraduje fibrin na rozpustnné degradační produkty. v dalších biologických jevech: obnova tkání, maligni transformace, funkce makrofágů, ovulace a implantace embryí Plasminogen je jednořetězcový glykoprotein konverse štěpením Arg 67 -Met 68, Lys 76 -Lys 77, Lys 77 -Val 78 Plasmin je dvouřetězcová serinová proteasa s aktivním místem His-603, Asp-646, Ser-741.

28 Lidský plasminogen aktivátor tPA je serinová proteasa, jeden polypeptidový řetězec MW , * 527 aminokyselin. hydrolysou vazby Arg 275 -Ileu 276 se konvertuje ve dvou řetězcovou molekulu, spojení disulfidickým můstkem tkáňový i urikunasový aktivátor: a)v jednořetězcové ( single-chain ScuPA) b) dvouřetězcové formě( two-chain TcuPA). Dvou řetězcová má 5 až 10x vyšší aktivitu

29 Dva rozdílné aktivátory plasminogenu (PAs) tkáňový (tPA) a urokinásový(uPA)  tPA generuje plasmin pro trombolysu, enzym je neúčinný v abseci fibrinu, ale v přítomnosti fibrinu se značně zvyšuje rychlost aktivace  uPA generuje plasmin degradující ECM Inhibice fibrinolysy se může vyskytovat právě na úrovni PA, specifickými inhibitory aktivátoru plasminogenu (PAIs).

30 Fysiologický plasminogen aktivátor tPA a scuPA aktivují plasminogen především na povrchu fibrinu. podobnost mezi fibrinem a buněčným povrchem v aktivaci plasminogenu Plasminogen je konvertován na plasmin na buněčném povrchu a takto vázaný plasmin je chráněn před rychlou inhibicí  2 -antiplasminem. Umístění plasminogenu i PA na povrchu endotelialních buněk je ohniskem pro tvorbu plasminu a může hrát důležitou roli v udržení tekutosti krve a netrombogenicitě.

31 Fysiologická důležitost fibrinolysy  tendence ke krvácení - zvýšená trombolysa, zvýšený tPA, nebo deficience inhibitorů ( PAI, antiplasmin)  tvorba trombů - defektní syntesa nebo ztráta tPA, funkční abnormalita v aktivaci plasminogenu nebo vzrůst hladiny inhibitorů tPA nebo plasminu Léčení trombosy - rozpouštění trombu aktivatorem plasminogenu ( streptokinasa, dvou řetězcový uPA, plasminogenstreptokinase aktivator komplex rekombinantní tPA, a uPA).

32

33 DISREGUKACE PROTEINÁZ vlastní podstata rakovinných onemocnění Štěpení extracelulární matrix je základem pro invasi rakoviny a pro metastasy. V procesu, ve kterém je normální tkáň nahrazována rakovinou, má základní úlohu proteolytická degradace extracelulární matrix, které se účastní řada proteas (serinové, metalo, aj.). Jejich aktivita je regulována aktivátory a inhibitory.

34 Degradace ECM probíhá v kaskádě proteolysy aspartátová proteinása (kathepsin D) aktivuje cysteinovou (kathepsin B), který může aktivovat uPA a ten pak plasminogen. Antigen, který reaguje s antiplasminogenem sera byl ve všech adenokarcinomech, (plasmin, degraduje základní membránové antigeny). Plasminogen sám není schopen se transformovat na plasmin a navíc plasmin má velmi krátkou životnost a je velmi rychle degradován, navíc existuje velké množství inhibitorů. Rakovinné buňky podobně jako embryonické sekretují plasminogen aktivátor.

35 System PA-plasminogen je zahrnut v mnoha procesech zahrnujících buněčnou migraci a znovuvytváření tkání, jako je implantace embryí, ovulace, zánětlivá angiogenese, a invasivní nádory. Nemetestasující basalní buňky karcinomů mají zřetelně nižší proteolytickou aktivitu. Klinický obraz plasminogen aktivačního systemu v invasivních tumorech a metastasách: primární rakovina prsu, rakovina žaludku, rakovina ovarií, colorectalní tumory.

36

37 nejprve jsou glycoproteiny degradovány pomocí kathepsinů a plasminu a poté metaloproteinasy degradují kolagen plasmin není schopen atakovat kolagen, hlavní komponentu membrány specifický enzym kolagenasa (metaloproteináza) a zjištěna u některých experimentálních tumorů přírodně se vyskytující inhibitory jsou prevencí proti rakovině Inhibice proteasové aktivity nízkomolekulárními inhibitory je dobrá strategie pro účinnou terapii rakoviny a metastas

38 Dobře je zdokumentováno spojení mezi hyperkoagulací a rakovinou. U maligních tkání byl zjištěn oncofetalní protein (CP), který se v normální diferencované tkáni nenalezá. Je inhibován inhibitorem serinových proteas diisopropyl fluorofosfátem. CP se může zůčastit kogulace v nepřítomnosti faktoru VII. Byly zjištěny inhibitory proteas, které léčí experimentální nádory. Z toho plyne přítomnost určitých proteas v nádorech, ty však nebyly dosud isolovány.

39 Proteasy v ovulárním procesu je zahrnuto celkem 6 proteas: plasminogen activator (PA), plasmin, metalloproteinasy (MMPs), disintegrin, ADAM (a disintegrin and metalloproteinasa),cathepsin-L Centralní nervový system (CNS) extracelularní proteasy a jejich inhibitory za fysiologických a patologických stavů

40 Aktivace komplementu Komplement je integrální součástí adaptivního a imunitního systemu-rozpoznává a eliminuje patogeny Komplement je vysoce regulovaná kaskáda proteolytických enzymů regulovaná za použití specifických inhibitorů serinových proteas Aktivace komplementu se zúčastní serinové proteinásy a jeho aktivace vede k tvorbě zánětu, zabití a odstranění patogenních mikrooganismů z krve Všechny enzymy cirkulují jako proenzymy v krvi

41 Lidský kalikrein hormonální regulátor funkce tkání  odštěpuje kallidin ( Lys-bradykinin) z kininogenu  iniciace fibrinolysy nezávislé na plasminu, fibrinu a plasminogen aktivátoru  má účinek na snižování krevního tlaku nachází v pankreatu, slinných žlázách, tenkém a tlustém střevě, v ledvinách a v moči, ale také v plasmě a seru celkem 15 kalikreinů mohou sloužit jako biomarkery

42 CYSTEINOVÉ PROTEINASY Lysosomalní proteasy - kathepsiny, B, L, H, C, S, F, K, O, V, W a X ( invasivní metastasy, Alzheimerova choroba, záněty, rheumatoidní arthritis and osteoarthritis, multiple sclerosa, muscularní dystrophie, pancreatitida, jaterní choroby, plicní onemocnění, lysosomalní onemocnění, diabetes a srdeční choroby); kathepsiny B a L při ovulaci a těhotenství  Regulace na úrovní transkripce, translace, a intracelularních inhibitorů-cystatinů Kathepsin B a L byly nalezeny u rozvíjejících se tumorů a metastas u rakoviny prsu, plic, hlavy a šíje, u melanomů a kolorektálních karcinomů, mají prognostický význam

43 Calpain je cytoplasmatická cysteinová proteinasa, štěpí cytoskeletální bílkoviny. Calpain hraje klíčovou úlohu v degradaci svalových bílkovin, účastní se proliferace, diferenciace a apoptosy. Může ovlinit srukturu a funkci svalu. 2 třídy calpainů  jedna v cytosolu (calpainy 1, 2, 5, 7, 10, 13, a 15),  druhá pouze v určitých tkáních (calpainy 3, 6, 8, 9, 11, a 12) Tkáňově specifické se vyskytují u diabetu, sklerosy, rakoviny, Duchenneovy svalové dystrophie a Alzheimerovy choroby

44 caspasy - cysteinové proteasy - apoptosa kaskada degradativních dějů, aktivována 2 drahami: přes buněčný povrch a druhá z mitochondrií  ústřední biochemická podoba apoptosy je proteolytické štěpení limitovaného množství celulárních bílkovin  Hlavními enzymy jsou cysteinové proteinasy specificky štěpící za aspartátovými zbytky - caspasy. Požadují nejméně tetrapeptid jako substrát ve kterém je Asp v posici P1, P4 je unikátní pro jednotlivé caspasy. Kromě caspas se účastní apoptosy ještě serinové proteinasy, calpain, granzymy  Inhibitory proteolysy, účastnící se buněčné smrti (apoptosy) mají terapeutický účinek.

45 V současné době je známo 14 různých caspas. hlavní činností je štěpení limitovaného množství selektivních substrátů. Porozumění regulaci caspas - manipulovat apoptosu. Š patná regulace apoptosy způsobuje renální selhání, vasculární onemocnění, rakovinu, neoplastické, autoimunitní a nerodegenerativní choroby. Na základě podrobné znalosti caspas se vyvíjejí nová účinná lečiva jednak na bazi inhibitorů, ale i caspasy samotné mohou být vhodnými léčivy. HIV disreguluje apoptosu.

46 Aspartátové proteinázy Aspartátové proteinázy se vyskytují jednak v trávicím traktu (pepsin, gastricsin), kde se účastní štěpení bílkovin potravy. Jsou syntetisovány jako zymogeny a musí být aktivovány. K aktivaci dochází v kyselém prostředí žaludku. Další důležité aspartátové proteinázy působí při limitované proteolyse. V těchto případech mají regulační úlohu. Byly nalezeny v lysozymech mnoha buněk (kathepsin D a E), v ledvinách ( renin), ale i v mikrorganismech napadajících lidské tělo (HIV)..

47 Kathepsin D a E Kathepsin D aspartátová proteináza obsažená v lysosomech, mnoha tkáních a buňkách lidského organismu. Kathepsin D hraje úlohu v katabolismu bílkovin, účastní se metabolismu hormonů a antigenů. Byl nalezen u patologických procesů jako je neoplasie a neurodegenerativní změny. Kathepsin E se nalézá v žaludku. Na rozdíl od pepsinů je distribuován superficialními epithelialními buňkami, pepsiny jsou produkovány glandulárními epithelialními buňkami. Zvýšená činnost kathepsinů D a E byla pozorována u neurodegenerativních onemocnění a metastas, především u rakoviny prsu. Inhibitory těchto aspartátových proteinás mají terapeutické účinky.

48 RENIN Renin (aspartátová proteinasa)jeden z hormonů vylučovaných do krve ledvinami. Štěpí specificky vazbu Leu-Leu z N-konce lidského angiotensinogenu. Výsledkem je angiotensin I ( dekapeptid). Enzym vysoce specifický, vysoce účinný pro přirozený substrát, pro jiné substráty je neúčinný. Prorenin je aktivován trypsinem. Důležitá sekrece, regulace a aktivace. Zásadní úloha reninu v kontrole krevního tlaku Renin participuje v normální kardiovasculární homeostase, v kompensaci srdečního selhání, cirhose a v patogenesi renovasculární hypertense u lidí. Pro léčení hypertense se používají inhibitory reninu.

49 AIDS způsobuje retrovirus (HIV). Obsahuje strukturální proteiny, glykoproteiny, reversní transcriptasu, endonukleasu a proteinasy. Inhibitory těchto proteinas mohou být jedním z možných způsobu terapie HIV infekce. Sekvence Asp-Thr-Gly, nebo Asp-Ser-Gly v primární struktuře. Eukariontní aspartátové proteinasy mají molekulovou hmotnost 35 kDa, retrovirální nižší pouze kDa. retrovirální aspartátová proteinasa je aktivní jako homodimer optimum pH cca 5 Eukariontní a retrovirální aspartátové proteinasy vznikly ze společného prapředka.

50

51 Přirozené preference: Phe-Pro a Tyr-Pro, důležité jsou vedlejší aminokyseliny. Účinný inhibitor musí být heptapeptid určitých vlastností. Výzkum možných inhibitorů - použití v terapii. Inhibitor musí inhibovat replikaci viru in vivo, musí účinně penetrovat do buňky, být účinný (v subnanomolárním množství), metabolicky stabilní a specifický, výhodný relativně k ostatním antivirovým činidlům. Všechny inhibitory se vážou v aktivním místě. Velkým problémem terapie je resistence během léčby. Způsobuje ji vysoká frekvence chyb při kopírování HIV genomu. Byly už vyvinuty inhibitory, které nepodléhají resistenci. Kombinace antiretroviral therapie (ART) se dvěma inhibitory nucleoside reverse transcriptase (NRTIs) plus inhibitor (PI) významě zlepšuje prognosu pacientů s HIV.

52

53 Statiny jako atorvastatin, pravastatin, jsou inhibitory retro viralních enzymů (reversní transcriptasy (RT) and proteasy) Rifampicin,Rifabutin,Atazanavir,Fosamprenavir (amprenavir),Indinavir,Lopinavir/ritonavir,Nelfinavir, Saquinavir,Tipranavir jsou nové nepeptidické proteasové inhibitory Atazanavir je nový azapeptide odsouhlasené léčivo v US i v Evropě.

54 METALOPROTEINASY m etaloproteinasy jsou metal (Zn) dependentní, za fysiologických podmínek degradují extracelulární matrix a základní komponenty membrány mají různou specifitu a jsou inhibovány přírodně se vyskytujícími inhibitory jsou sekretovány a vázány na membráně. 4 hlavní skupiny: a)kolagenasy MMP1(EC ), b)gelatinasa A : MMP2 (EC ), gelatinasa B : MMP9 (EC ), c)stromelysin MMP-3 (EC ), d)membránový typ MMP (MT-MMP) celkem asi 20 proteas Regulace MMP aktivity se vyskytuje na několika úrovních včetně kontroly transkripce genu, aktivace proenzymù, inhibice aktivovaných MMP endogeními faktory. Metal o proteinasy působí v kaskádě.

55 MMP působí při proliferaci, differenciaci, apoptose; regulují aktivitu nejen MMP, ale i dalších proteáz Disregulace - výskyt zánětů, rakoviny, infekčních, autoimunitních a kardiovasculárních chorob.  vztah mezi vzrůstem exprese MMP a vývojem metastas  imbalance mezi MMP a tkáňovými inhibitory MMP- významná úloha u invasivních typů rakoviny  klinické aplikace syntetického inhibitoru MMP u pacientů s rakovinou

56 Zvyšující se koncentrace MMP je spojena s nepříznivou prognosou různých malignancí. U rakoviny žaludku: kathepsin D, MMP, aktivátory plasminogenu a tkáňové inhibitory. MMP se účastní ulcerace. U rakoviny prsu: MMP2 (gelatinasa A), ale ne MMP1 nebo MMP3 (kolagenasa a stromelysin). To určuje terapeutickou strategii. MMP2 je prognostickým faktorem u rakoviny prsu. Gelatinasa A a B u metastas rakoviny plic, MMP2 a MMP9 u leukemických buněk, MMP9 u pacientů s HIV, kolagenasa jako marker angiegenese u tumorů kůže, objevuje se u rakoviny prostaty, karcinomu pankreatu, u jaterních onemocnění, u Alzeiheimerovy choroby, MMP u rakoviny vaječníků, MMP u reumatoidní artitidy, hepatocelulární rakoviny, u cirhosy jater, prognostický faktor u karcinomu moč. měchýře.

57 EXOPEPTIDASY. peptidyldipeptidasa - “angiotensin converting enzyme” ACE štěpí vazbu His-Leu angiotensinu I vzniká angiotensin II kininasa II a inaktivuje bradykinin odštěpením Phe- Arg peptidyl dipeptidasy ( dipeptidylcarboxypeptidasy) odštěpují C-koncové dipeptidy z různých substrátů, včetně opoidních peptidů prolylcarboxypeptidase (zvaná rovněž angiotensinase C protože inaktivuje angiotensin II), odštěpuje koncovou aminokyselinu z peptidu R 1 -Pro-R 2 -OH, Konvertující enzymy, inhibitory vykazují klinické účinky po podání hypertensním pacientům.

58 dipeptidyl peptidase-IV se vyskytuje při diabetu, byla zjištěna u mnoha druhů rakoviny (vaječníky) určité aminopeptidasy štěpí myofibrillarní proteiny na volné aminokyseliny Objevuji se v patogenese různých onemocnění jako je rakovina, leukemia, diabetická nephropathie a rheumatoidní arthritis leucine aminopeptidasa placenty (P-LAP) u normálního těhotenství vzrůstá, zatímco u rizika předčasného porodu nebo preeclampsie klesá caboxypeptidasa U udržuje rovnováhu mezi koagulací a fybrinolysou biologicky aktivní peptidy v signálních drahách a u cancerogenese

59 DIGESTIVNÍ PROTEINASY a jako představitel pepsin Serinové proteinázy se vyskytují jednak v trávicím traktu (trypsin, chymotrypsin), kde se účastní štěpení bílkovin potravy. Jsou syntetisovány jako zymogeny a musí být aktivovány. K aktivaci jsou potřeba další proteinasy, které odštěpí aktivační peptid. Žaludeční sliznice obsahuje 4 imunologicky odlišné typy aspartátových proteináz, schopné štěpit bílkoviny při kyselém pH: pepsinogen A (PGA, pepsinogen), pepsinogen C (PGC, progastricsin), kathepsin E a chymosin. PGA se kromě žaludeční sliznice vyskytuje v moči a krevním seru. PGC rovněž v krevním seru, ale ne v moči. K aktivaci stačí kyselé pH.

60 Pepsin A je predominantní žaludeční proteasa, produkovaná tělem žaludku dospělých savců. Pepsin B je označován kathepsin E. Pepsin C je znám rovněž pod triviálním názvem gastriksin. Je produkován v žaludeční sliznici po celém žaludku. Chymosin je neonatální žaludeční proteasa, která byla nalezena v žaludeční šťávě savců po narození.

61  molekula - jeden peptidický řetězec zhruba o 350 aminokyselinách  aspartátové proteinázy jsou secernovány jako zymogeny  aktivace-při kyselém pH - z N-konce peptid o 40 až 50 aminokyselinách  vysoký obsah dikarboxylových a karboxylových kyselin a velmi nízký obsah basických aminokyselin (prasečí pepsin 1 lysin a 2 argininy)  obsah fosfátových skupin v molekule se liší  molekula obsahuje 3 S-S můstky  basální žaludeční štáva neobsahuje pepsin

62

63  Pg1 a Pg2 jsou posttranslační modifikace např. Pg 2 je sekundární produkt Pg 3  3 isoozymogeny pepsinogenu A jsou určeny specifickým genem (Pg3, Pg4, Pg5)  geny kodující lidské pepsinogeny / PG A3, A4, A5/ jsou umístěny na chromosomu v oblasti 11 /13.  hladina jednotlivých isozymogenů je určena množstvím genových kopií  PGA obraz je dědičný  různé množství genových kopií může být přítomno v haplotypu, různá individua mohou mít odlišná množství genových kopií  lidé s krevní skupinou 0 mají vyšší obsah pepsinogenu A

64  fenotyp je po celém žaludku stejný  zjištění neplatí pro pacienty s rakovinou žaludku  pacienti s rakovinou mají dominantní Pg 5  u ostatních osob dominantní frakce Pg 3  dominance frakce Pg 5 se objevuje už v premaligantním stadiu  dominantní frakce Pg 5 rizikový faktor pro vznik rakoviny žaludku.

65 žaludeční šťáva Pacienti s duodenálním vředem mají v průměru 1,5 až 2 krát zvýšenou hladinu celkových proteas v než kontrolní osoby. žaludeční sliznice  pacienti s vředovou chorobou duodena mají zvýšený obsah pepsinogenu A  pacienti s vředovou chorobou žaludku nemají signifikantní rozdíl v hladinách obsahu pepsinogenů proti kontrolám.

66 Krevní serum  Serový PGA reflektuje stupeň aktivity peptického vředu.  Hladina PGA a PGC klesá u chronické gastritidy se vzrůstem stupně atrofie.  Nejnižší hladina serového PGA i C byla u těžké atrofie.  Serový pepsinogen jako subklinický marker duodenálního vředu. Genetické faktory především u skupiny pepsinogenů A a určitá krevní skupina hrají důležitou úlohu v heterogenitě vředové choroby, zvlaště duodenálního vředu.

67  Výskyt Helicobacter pylori a současně nízký PGA je známkou vysokého rizika pro karcinom žaludku.  Serový PGA a poměr PGA/PGC klesá u pacientů s rakovinou žaludku.  Měření serového PGA a PGC a stanovení poměru je užitečné pro předpověd stavu tumoru a je prognostickým indikátorem karcinomu žaludku.

68

69

70


Stáhnout ppt "Význam proteolysy za fysiologických a patologických stavů Zdenka Kučerová."

Podobné prezentace


Reklamy Google