Cathepsin A ist ein Enzym , das sowohl als Cathepsin als auch als Carboxypeptidase klassifiziert wird . Beim Menschen wird es durch das CTSA -Gen kodiert . [ 5 ] Das Enzym ist auch als humanes Schutzprotein bekannt. [ 6 ] Es handelt sich um eine lysosomale Serin-Carboxypeptidase. Das Enzym ist ein Zymogen und muss prozessiert werden, um in eine große Untereinheit (32 kDa) und eine kleine Untereinheit (20 kDa) zerlegt zu werden und somit katalytisch aktiv zu werden. Cathepsin L kann Cathepsin A in vitro aktivieren. [ 7 ] [ 8 ]

Struktur

Cathepsin A besteht aus einer großen und einer kleinen Untereinheit. Das aktive Zentrum enthält ungewöhnliche Paare von Carbonsäuren, die über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind und manchmal als „Rebek-Paare“ bezeichnet werden. [ 9 ]

Aktives Zentrum von Cathepsin A. Grün markiert ist das Rebek-Paar. Die beiden Glutamat-Seitenketten sind einander zugewandt. Um eine ungünstige Ladungs-Ladungs-Wechselwirkung zu verhindern, ist der pKa-Wert einer Glutamat-Seitenkette auf etwa 13 erhöht.

Durch die Paarung dieser Carbonsäuren steigt der pKa-Wert des einen Glutamats auf ~13, während der des anderen einen vorhergesagten pKa-Wert von ~6 aufweist. [ 10 ]

Funktion

Dieses Gen kodiert für ein Glykoprotein, das mit den lysosomalen Enzymen β-Galactosidase und Neuraminidase einen Komplex aus hochmolekularen Multimeren bildet. Die Bildung dieses Komplexes trägt zum Schutz der Stabilität und Aktivität bei. Er schützt β-Galactosidase und Neuraminidase . [ 11 ]

Substrate

CTSA ist Bestandteil des Renin-Angiotensin-Systems (RAS). Zu den in vitro identifizierten Substraten des Enzyms gehören Endothelin I, Angiotensin I, Bradykinin, Substanz P und Oxytocin.

Peptidsubstrate von Cathepsin A. CTSA ist Bestandteil des Renin-Angiotensin-Systems (RAS).

Hemmung

Cathepsin A ist eines von 14 menschlichen Enzymen, die häufig durch Organophosphat- Pestizide und Phosphonat-Nervenkampfstoffe gehemmt werden. Zu den Hemmstoffen von Cathepsin A zählen Sarin, Soman, Cyclosarin, VX und VR. [ 12 ] Nach der Hemmung unterliegt das Enzym einer Alterung. Es ist in Urin und Blut nachweisbar.

Klinische Bedeutung

Defekte dieses Gens sind mit verschiedenen Formen der Galaktosialidose und CARASAL assoziiert . [ 5 ] [ 13 ]

Wechselwirkungen

Es wurde gezeigt, dass Cathepsin A mit NEU1 und GLB1 interagiert . [ 14 ]

Referenzen

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl Release 89: ENSG00000064601 – Ensembl , Mai 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl Release 89: ENSMUSG00000017760 – Ensembl , Mai 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“ . National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine .
  4. ^ „Maus PubMed-Referenz:“ . National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine .
  5. ^ a b "Entrez Gene: CTSA Cathepsin A" .
  6. Rudenko G, Bonten E, Hol WG, d'Azzo A (Januar 1998). „Das Atommodell des humanen Schutzproteins/Cathepsin A legt eine strukturelle Grundlage für die Galaktosialidose nahe.“ Proc Natl Acad Sci USA . 95 (2): 621–5 . Bibcode : 1998PNAS...95..621R . doi : 10.1073/pnas.95.2.621 . PMC 18470. PMID 9435242 .  
  7. ^ Kolli N, Garman SC (April 2014). „Proteolytische Aktivierung von humanem Cathepsin A“ . The Journal of Biological Chemistry . 289 (17): 11592–11600 . doi : 10.1074/jbc.M113.524280 . PMC 4002070. PMID 24599961 .  
  8. ^ "Rekombinantes humanes Cathepsin A/Lysosomen-Carboxypeptidase A" . R&D Systems . Katalognummer: 1049-SE.
  9. ^ Rebek J, Duff RJ, Gordon WE, Parris K (September 1986). „Konvergente funktionelle Gruppen liefern ein Maß für stereoelektronische Effekte am Carboxylsauerstoff“. Journal of the American Chemical Society . 108 (19): 6068–6069 . Bibcode : 1986JAChS.108.6068R . doi : 10.1021/ja00279a081 . PMID 22175389 . 
  10. ^ Khavrutskii IV, Compton JR, Jurkouich KM, Legler PM (Dezember 2019). „Gepaarte Carbonsäuren in Enzymen und ihre Rolle bei der selektiven Substratbindung, Katalyse und ungewöhnlich verschobenen pK <sub> a </sub>-Werten“. Biochemistry . 58 (52): 5351–5365 . doi : 10.1021/acs.biochem.9b00429 . PMID 31192586 . 
  11. ^ Mitchell, Richard Sheppard, Kumar, Vinay, Robbins, Stanley L., Abbas, Abul K., Fausto, Nelson (2007). „Tabelle 7-6“. Robbins Basic Pathology (8. Aufl.). Saunders/Elsevier. ISBN 978-1-4160-2973-1Die
  12. ^ Bouknight KD, Jurkouich KM, Compton JR, Khavrutskii IV, Guelta MA, Harvey SP, et al. (Juli 2020). „Strukturelle und kinetische Hinweise auf Alterung nach Organophosphat-Hemmung von humanem Cathepsin A“ . Biochemical Pharmacology . 177 113980. doi : 10.1016/j.bcp.2020.113980 . PMID 32305437 . 
  13. Budhdeo S, de Paiva AR, Wade C, Lopes LC, Della-Ripa B, Davagnanam I, et al. (Dezember 2022). „Eine seltene Ursache monogener zerebraler Mikroangiopathie und Schlaganfall: Cathepsin-A-assoziierte Arteriopathie mit Schlaganfällen und Leukenzephalopathie (CARASAL)“ . Journal of Neurology . 269 (12): 6673–6677 . doi : 10.1007/s00415-022-11302-9 . PMID 35904593 . 
  14. ^ van der Spoel A, Bonten E, d'Azzo A (März 1998). „Transport der humanen lysosomalen Neuraminidase zu reifen Lysosomen erfordert das Schutzprotein/Cathepsin A“ . The EMBO Journal . 17 (6): 1588–1597 . doi : 10.1093/emboj/17.6.1588 . PMC 1170506. PMID 9501080 .  

Weiterführende Literatur