Nat Commun:白細胞產生的特殊酶類MMP12的工作機理

2021-01-09 生物谷

2015年1月13日 訊 /生物谷BIOON/ --作為人類機體免疫系統的一部分,白細胞可以產生許多幫助抵禦疾病的酶類,有時候這些酶類會在炎性疾病中損傷組織,比如慢性阻塞性肺病、癌症和心臟病;近日,一項來自密蘇裡大學研究人員的最新研究鑑別出了一種名為MMP12的酶類,該酶類在抵禦感染期間並不會一直位於細胞外部,其會進入到細胞中來發揮作用,相關研究刊登於國際雜誌Nature Communications上,該研究對於開發治療炎性疾病的新型療法或會帶來較大幫助。

研究者Van Doren說道,曾經研究人員認為這些酶類會一直位於細胞外部發揮作用,如今這種名為MMP12的酶類則可以結合細胞進入到細胞核中來作用,後期我們將深入揭開該酶類的神秘面紗;MMP12是在彈性蛋白中發現的,彈性蛋白是一種存在於肺部和動脈中,用以使得器官和血管在拉伸後維持形狀的彈性組織;當吸菸者肺部和動脈中存在不需要的MMP12作用時,其就會破壞彈性蛋白,引發肺部或者動脈失去彈性,最終就會引發病灶區域發生炎症,進而導致慢性阻塞性肺病和動脈疾病的發生。

本文研究中,研究人員通過對MMP12引入螢光物質,利用核磁共振技術在亞顯微尺度上來研究了酶類MMP12同細胞相互作用的分子機制;研究者Van Doren說道,我們都知道MMP12在抵禦細菌和病毒感染及關節炎上扮演著重要角色,而關於此酶我們知道的越多,那麼我們就越能清楚理解其作用機制,從而更能有效利用MMP12來治療人類的疾病。下一步研究人員將會去揭示該酶穿過細胞的分子機制。

最後研究人員表示,早期的研究結果讓人非常振奮,如果後期研究依然很成功的話,那麼我們將會以MMP12為基礎來進行人類藥物的開發,從而將可以開發出一系列治療人類疾病的療法。(生物谷Bioon.com)

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Ambidextrous binding of cell and membrane bilayers by soluble ​matrix metalloproteinase-12

Rama K. Koppisetti, Yan G. Fulcher, Alexander Jurkevich, Stephen H. Prior, Jia Xu, Marc Lenoir, Michael Overduin & Steven R. Van Doren

Matrix metalloproteinases (MMPs) regulate tissue remodelling, inflammation and disease progression. Some soluble MMPs are inexplicably active near cell surfaces. Here we demonstrate the binding of ​MMP-12 directly to bilayers and cellular membranes using paramagnetic NMR and fluorescence. Opposing sides of the catalytic domain engage spin-labelled membrane mimics. Loops project from the β-sheet interface to contact the phospholipid bilayer with basic and hydrophobic residues. The distal membrane interface comprises loops on the other side of the catalytic cleft. Both interfaces mediate ​MMP-12 association with vesicles and cell membranes. ​MMP-12 binds plasma membranes and is internalized to hydrophobic perinuclear features, the nuclear membrane and inside the nucleus within minutes. While binding of ​TIMP-2 to ​MMP-12 hinders membrane interactions beside the active site, ​TIMP-2-inhibited ​MMP-12 binds vesicles and cells, suggesting compensatory rotation of its membrane approaches. ​MMP-12 association with diverse cell membranes may target its activities to modulate innate immune responses and inflammation.

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