Metalloproteasen (früher auch: Metallopeptidasen) sind Enzyme, die die Peptidbindungen eines Proteins (Eiweiß) spalten können (Proteolyse), wobei ein Molekül Wasser verbraucht wird (Hydrolyse) und das Wassermolekül von einem oder zwei Metallkationen in Position gehalten wird. Das Metallion ist an zum Enzym gehörenden Aminosäuren-Seitenresten gebunden.Definition Metallopeptidase-Aktivität bei GeneOntology
Klassifizierung Eine erste grobe Einteilung der Metalloproteasen kann nach Art der Proteolyse geschehen, in Metalloendopeptidasen (Metalloproteinasen) und Metalloexopeptidasen (Metallopeptidasen im engeren/neueren Sinn).
Klassifizierung nach UniProt/MEROPS Das UniProt-Consortium gibt regelmäßig eine Liste der Peptidasen heraus, die diese Enzyme nach ihrer evolutionären Abstammung kategorisiert. Die Daten der Liste sind, mit hochwertiger Information versehen, in der MEROPS-Datenbank abrufbar. Eng verwandte Moleküle sind dabei in Familien zusammengefasst, deren Bezeichner aus einem Buchstaben ('M' für Metalloproteasen) und einer Zahl bestehen. Familien wiederum gehören zu Clans, deren Familien verwandt sind. Clan Bezeichner haben statt Zahlen einen Buchstaben.UniProt: Peptidase families: classification and list of entries.
Es gibt 54 Metalloprotease-Familien in 15 Clans (Stand: 2008), wobei dem Clan MA mit 39 Familien eine hervorragende Bedeutung zukommt. Allein 19 dieser 39 Familien können den neutralen Zink-Metallopeptidasen zugeordnet werden.
Clan Bezeichnung Exo Endo Metall Exemplarisches Enzym UniProt Familien MA Neutrale Zink-Metallopeptidasen Zink Thermolysin (Bacillus stearothermophilus) M1-13 M26-7 M30 M32 M34-6 M41 M43 M48 M54 M56-7 M60-1 M64 M66 M72 MC Zink-Carboxypeptidasen Exo Zink Carboxypeptidase A1 (Bos taurus) M14 MD Exo Zink D-Ala-D-Ala-Carboxypeptidase (Streptomyces albus) M15 M74 ME Insulinasen Endo Zink Pitrilysin (E. coli) M16 M44 MF Cytosol-Aminopeptidasen Exo Zink, Mangan Leucin-Aminopeptidase (Bos taurus) M17 MG Methionin-Aminopeptidasen Exo Zink/Cobalt Methionin-Aminopeptidase (Salmonella typhimurium) M24 MH Exo 2·Zink Bakterielle Leucin-Aminopeptidase (Vibrio proteolyticus) M18 M20 M28 M42 MJ Renale Dipeptidasen Exo 2·Zink Isoaspartyl-Dipeptidase (E. coli K12) M19 M38 MK Glycoproteasen Endo (2·Zink) Glycoprotease (Mannheimia typhimurium) M22 MM Neutrale Zink-Metallopeptidasen Endo Zink Site-2-Protease (Homo sapiens) M50 MN Exo 2·Zink D-Aminoprotease (Bacillus subtilis) M55 MO Endo Zink Lysostaphin (Staphylococcus simulans) M23 MP Zink JAMM-like Protein (Archaea) M67 MQ 2·Cobalt Aminopeptidase T (Thermus aquaticus) M29 M- (nicht zugeo.) M49 M73 M75-6
Beispiele Im Folgenden die wichtigsten menschlichen Metalloproteasen:
Matrix-Metalloproteinasen Eine spezielle Art Metalloproteasen sind Matrix-Metalloproteasen. Deren Einteilung kann erfolgen inHannes Leischner: Basics Onkologie. Elsevier GmbH Deutschland, 2007, ISBN 3-437-42326-6, S. 10 Kollagenasen Gelatinasen Stromelysine Im MEROPS-System sind Matrix-Metalloproteasen vollständig in der Familie M10A enthalten.
ADAM-Metalloproteasen 2006 veröffentlichten Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Ergebnisse von Experimenten, in denen an Mäusen gezeigt wurde, dass die Plaques, die bei der Alzheimer-Krankheit gebildet werden, durch eine bestimmte Metalloprotease aufgelöst werden können. Die ADAM-Metalloproteasen ADAM10, eine sogenannte α-Sekretase, kann die Entstehung solcher β-Amyloid-Ablagerungen im Gehirn verhindern. Es handelt sich dabei um eine Metalloprotease, die in den Synapsen gesunder Nervenzellen aktiv ist.U. Schmitt et al.: Over-expression of two different forms of the a-secretase ADAM10 affects learning and memory in mice. Behav Brain Res. 175/2/2006. S. 278–284. PMID 17014917
ADAM-Metalloproteasen gehören vollständig zur MEROPS-Familie M12.
Weitere Beispiele Aminopeptidase A (Glutamyl-Aminopeptidase, M1) Angiotensin Converting Enzyme (M2) Neurolysin (M3) MMP20 (M10) Meprin A (M12A) Neprilysin (M13) Carboxypeptidase A1 (M14) Insulinase (M16) Leucin-Aminopeptidase (M17) Renale Dipeptidase (M19) Methionin-Aminopeptidase 1 (M24) CAAX-Prenylprotease 1 (M48)
Wichtige Metalloproteasen anderer Lebewesen: Botulinumtoxin (Botox, M27) Tetanustoxin (M27) Presequence Protease (M16) Bitisgabonine-Untereinheit Hementerin
Einzelnachweise
Weblinks
PR Max-Delbrück-Centrum: Von der Hydra bis zum Menschen. Metalloproteasen – eine Enzym-Familie und ihre Verbindung zur Tumorentstehung und Metastasierung Protopedia: Metalloproteases
#M Kategorie:Proteingruppe