Tripeptidylpeptidase 1 , auch bekannt als lysosomale Pepstatin-unempfindliche Protease , ist ein Enzym , das beim Menschen durch das Gen TPP1 (auch CLN2 genannt ) kodiert wird . [ 5 ] [ 6 ] TPP1 darf nicht mit dem TPP1-Shelterin-Protein verwechselt werden, das Telomere schützt und durch das Gen ACD kodiert wird . [ 7 ] Mutationen im TPP1 -Gen führen zu einer spätinfantilen neuronalen Ceroidlipofuszinose . [ 8 ]

Struktur

Gen

Das menschliche Gen TPP1 kodiert für ein Mitglied der Sedolisin- Familie der Serinproteasen . Es besteht aus 13 Exons und befindet sich auf dem Chromosomenabschnitt 11p15. [ 6 ] Aufgrund seiner Verbindung zu der Erkrankung ist es auch als CLN2 bekannt.

Protein

Das humane TPP1 ist 61 kDa groß und besteht aus 563 Aminosäuren . Durch alternatives Spleißen entsteht eine Isoform mit 34,5 kDa und 320 Aminosäuren, bei der ein Peptidfragment von Aminosäure 1–243 fehlt. [ 9 ] TPP1 besitzt eine globuläre Struktur mit einer Subtilisin -ähnlichen Faltung und einer katalytischen Triade aus Ser 475 , Glu 272 und Asp 360. Es enthält außerdem eine oktaedrisch koordinierte Ca²⁺ - Bindungsstelle, charakteristische Merkmale der S53- Sedolisin- Familie von Peptidasen. Im Gegensatz zu anderen S53-Peptidasen weist es sterische Einschränkungen in der P4-Substrattasche auf, was zur bevorzugten Abspaltung von Tripeptiden vom unsubstituierten N-Terminus von Proteinen beitragen könnte. Zwei alternative Konformationen des katalytischen Asp276 sind mit dem Aktivierungszustand von TPP1 assoziiert. [ 10 ]

Funktion

TPP1 wird in hohem Maße im Knochenmark , der Plazenta , der Lunge, der Zirbeldrüse und in Lymphozyten exprimiert . Die Protease spaltet im Lysosom N-terminale Tripeptide von Substraten ab und besitzt eine schwächere Endopeptidaseaktivität. [ 10 ] Sie wird als katalytisch inaktives Enzym synthetisiert, das durch Ansäuerung aktiviert und autoproteolysiert wird .

Klinische Bedeutung

The neuronal ceroid lipofuscinoses (NCLs) are a group of inherited neurodegenerative disorders with pathological phenotypes that auto fluorescent lipopigments present in neurons and other cell types. Bi-allelic mutations of the gene TPP1 have been found to result in one of these disorders, called late-infantile neuronal ceroid lipofuscinosis, also known as CLN type 2 or Jansky–Bielschowsky disease.[11] Mutations of gene is associated with the failure to degrade specific neuropeptides and a subunit of ATP synthase in the lysosome and accumulation of the fluorescent pigments.[12] The disease causes childhood onset neurodegeneration resulting in epilepsy, movement disorders and progressive loss of motor and cognitive skills.[13][14] Additionally, it causes retinal degeneration resulting in progressive loss of vision. Enzyme replacement therapy with cerliponase alfa can alter this course of disease, and is licensed for use in several countries.[15]

References

  1. ^ abcGRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000166340 – Ensembl, May 2017
  2. ^ abcGRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000030894 – Ensembl, May 2017
  3. ^"Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^"Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^Liu CG, Sleat DE, Donnelly RJ, Lobel P (June 1998). "Structural organization and sequence of CLN2, the defective gene in classical late infantile neuronal ceroid lipofuscinosis". Genomics. 50 (2): 206–212. doi:10.1006/geno.1998.5328. PMID 9653647.
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  8. ^ Bukina AM, Tsvetkova IV, Semiachkina AN, Il'ina ES (November 2002). „[Tripeptidylpeptidase-1-Mangel bei neuronaler Ceroidlipofuszinose. Eine neuartige Mutation]“. Voprosy Meditsinskoi Khimii . 48 (6): 594–598 . PMID 12698559 . 
  9. ^ "Uniprot: O14773 - TPP1_HUMAN" .
  10. ^ a b Pal A, Kraetzner R, Gruene T, Grapp M, Schreiber K, Grønborg M, et al. (Februar 2009). „Die Struktur der Tripeptidyl-Peptidase I liefert Einblicke in die molekularen Grundlagen der spätinfantilen neuronalen Ceroidlipofuszinose“ . The Journal of Biological Chemistry . 284 (6): 3976–3984 . doi : 10.1074/jbc.M806947200 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-D8E3-A . PMID 19038966 . 
  11. ^ Williams RE, Mole SE (10.07.2012). „Neue Nomenklatur und Klassifikationsschema für die neuronalen Ceroidlipofuszinosen“ . Neurology . 79 (2): 183–191 . doi : 10.1212/WNL.0b013e31825f0547 . ISSN 0028-3878 . PMID 22778232 .  
  12. ^ Gardiner RM (2000). „ Die molekulargenetische Grundlage der neuronalen Ceroidlipofuszinosen“. Neurological Sciences . 21 (3 Suppl): S15–9. doi : 10.1007/s100720070035 . PMID 11073223. S2CID 9550598 .  
  13. Worgall S, Kekatpure MV, Heier L, Ballon D, Dyke JP, Shungu D, et al. (07.08.2007). „Neurologische Verschlechterung bei spätinfantiler neuronaler Ceroidlipofuszinose“ . Neurology . 69 (6): 521–535 . doi : 10.1212/01.wnl.0000267885.47092.40 . ISSN 0028-3878 . PMID 17679671 .  
  14. ^ Spaull R, Soo AK, Batzios S, Footitt E, Whiteley R, Mink JW, et al. (13.08.2024). „ Entwicklung von Bewegungsstörungen bei Patienten mit CLN2-Batten-Krankheit unter Enzymersatztherapie“ . Neurology . 103 (3): e209615. doi : 10.1212/WNL.0000000000209615 . ISSN 0028-3878 . PMC 11314953. PMID 38976822 .   
  15. ^ Schulz A, Ajayi T, Specchio N, de Los Reyes E, Gissen P, Ballon D, et al. (17.05.2018). „Studie zur intraventrikulären Cerliponase Alfa bei CLN2-Krankheit“ . New England Journal of Medicine . 378 (20): 1898–1907 . doi : 10.1056/NEJMoa1712649 . ISSN 0028-4793 . PMID 29688815 .  

Weiterführende Literatur