Granzyme B
| Granzyme B- | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||||
| EG nr. | 3.4.21.79 | ||||||||
| CAS-nr. | 143180-74-9 | ||||||||
| Databaser | |||||||||
| IntEnz | IntEnz-vy | ||||||||
| BRENDA | BRENDA inträde | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme-vy | ||||||||
| KEGG | KEGG inträde | ||||||||
| MetaCyc | Metabolisk väg | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB- strukturer | RCSB PDB PDBe PDB summa | ||||||||
| |||||||||
Granzyme B ( GrB ) är ett av de serinproteasgranzymer som oftast finns i granulerna av naturliga mördarceller ( NK-celler) och cytotoxiska T-celler . Det utsöndras av dessa celler tillsammans med det porbildande proteinet perforin för att mediera apoptos i målceller.
Granzyme B har också visat sig produceras av ett brett spektrum av icke-cytotoxiska celler, allt från basofiler och mastceller till glatta muskelceller . De sekundära funktionerna hos granzym B är också många. Granzyme B har visat sig vara inblandat i att inducera inflammation genom att stimulera cytokinfrisättning och är också involverat i extracellulär matrixombyggnad .
Förhöjda nivåer av granzym B är också inblandade i ett antal autoimmuna sjukdomar , flera hudsjukdomar och typ 1-diabetes .
Strukturera
Hos människor kodas granzym B av GZMB på kromosom 14q.11.2, som är 3,2 kb lång och består av 5 exoner . Det är ett av de mest förekommande granzymen varav det finns 5 hos människor och 10 hos möss. Granzyme B tros ha utvecklats från en granzym H -relaterad prekursor och är mer effektiv vid lägre koncentrationer än de andra granzymen.
Enzymet är initialt i en inaktiv prekursor zymogenform , med en ytterligare aminoterminal peptidsekvens. Denna sekvens kan klyvas av cathepsin C , vilket tar bort 2 aminosyror . Cathepsin H har också rapporterats aktivera granzym B.
Granzyme B:s struktur består av två 6-strängade β-ark med 3 transdomänsegment. I granulerna av cytotoxiska lymfocyter kan enzymet existera i två glykosylerade former. Formen med hög mannos väger 32 kDa och den komplexa formen 35 kDa.
Granzyme B innehåller den katalytiska triaden histidin - asparaginsyra - serin på sitt aktiva ställe och spjälkar företrädesvis efter en asparaginsyrarest i P1-position. Asparaginsyraresten som ska klyvas associeras med en argininrest i enzymets bindningsficka. Granzyme B är aktivt vid neutralt pH och är därför inaktivt i de sura CTL-granulerna. Enzymet görs också inaktivt när det binds av serglycin i granulerna för att undvika att apoptos utlöses inuti själva de cytotoxiska T-cellerna.
Leverans
Granzym B frisätts med perforin som sätts in i en målcells plasmamembran och bildar en por . Perforin har en radie på 5,5 nm och granzym B har en stokes radie på 2,5 nm och kan därför passera genom perforinporen in i målet för att förstöras.
Alternativt kan granzym B, när det väl har frigjorts, binda till negativt laddade heparansulfat -innehållande receptorer på en målcell och bli endocytoserad . Vesiklerna som bär enzymet inuti spricker sedan och exponerar granzym b för cytoplasman och dess substrat . Hsp-70 har också kopplats till att hjälpa granzyme B-inträde.
Granzyme B har också föreslagits att gå in i ett mål genom att först byta ut dess bundna serglycin mot negativa fosfolipider i ett måls plasmamembran. Inträde sker sedan genom den mindre selektiva processen med absorptiv pinocytos .
Medierad apoptos
Väl inne i målcellen kan granzym B klyva och aktivera initiatorkaspaserna 8 och 10 och bödelkaspaserna 3 och 7 som utlöser apoptos. Kaspas 7 är det mest känsliga för granzym B och kaspas 3, 8 och 10 klyvs endast till mellanliggande fragment och behöver ytterligare klyvning för full aktivering.
Granzym B kan också klyva BID vilket leder till BAX / BAK- oligomerisering och cytokrom c- frisättning från mitokondrierna . Granzyme B kan klyva ICAD vilket leder till DNA-fragmentering och stegmönstret associerat med apoptos.
Granzyme B har en potential på över 300 substrat och kan klyva Mcl-1 i det yttre mitokondriella membranet och lindra dess hämning av Bim . Bim stimulerar BAX/BAK-oligomerisering, mitokondriemembranpermeabilitet och apoptos. Granzyme B kan också klyva HAX1 (Hs-1-associerat protein X-1) för att underlätta polarisering av mitokondrier.
Granzym B kan också generera en cytotoxisk nivå av mitokondriella reaktiva syrearter (ROS) för att mediera celldöd. De kaspasoberoende vägarna för celldöd tros ha uppstått för att övervinna virus som kan hämma kaspaser och förhindra apoptos.
Mål
Kärna
Granzyme B har många substrat lokaliserade i kärnan . Granzyme B kan klyva PARP (poly ADP-ribospolymeras) och DNA PK (DNA-proteinkinas) för att störa DNA-reparation och retroviral DNA-integration. Granzyme B kan också klyva nukleofosmin , topoisomeras 1 och nukleolin för att förhindra viral replikation.
Granzyme B kan klyva ICP4 från HSV 1- viruset som är ett essentiellt protein som används för gentransaktivering och NUMA ( Nuclear mitotic apparatus protein) kan klyvas för att förhindra mitos .
Granzyme B kan också klyva DBP (DNA-bindande protein) till ett 50 kDa-fragment och sedan till ytterligare 60 kDa indirekt genom de kaspaser som det aktiverar.
Extracellulär matris
Granzym B kan bryta ned många proteiner i den extracellulära matrisen (ECM) inklusive fibronektin , vitronektin och aggrecan . Klyvning kan orsaka celldöd av anoikis och frigöra alarminer från ECM som inducerar inflammation. Fragment av fibronektin kan attrahera neutrofiler och stimulera MMP -uttryck från kondrocyter . Basofiler utsöndrar granzym B för att bryta ned endotelcell -cell-kontakter, vilket tillåter extravasation till platser för inflammation.
Granzym B kan också inducera inflammation genom att bearbeta cytokinerna IL-1a och IL18 . Det kan också utlösa frisättningen av IL6 och IL8 genom aktivering av PAR1 (proteasaktiverad receptor 1).
Klyvning av vitronektin sker vid RGD- integrinbindningsstället som avbryter signalvägarna för celltillväxt. Klyvning av laminin och fibronektin stör bindning av dermal-epidermal korsning och överhörning medan dekorinförstöring av granzym B orsakar kollagendisorganisering , hudförtunning och åldrande. Keratinocyter kan uttrycka granzym B efter exponering för UVA och UVB som är kopplat till fotoåldring av huden.
Granzyme B kan också försämra sårläkning. Klyvning av von Willebrand-faktorn hämmar trombocytaggregation och av plasminogen producerar ett angiostatinfragment som förhindrar angiogenes . Skärningen av fibronektiner och vitronektiner fördröjer bildandet av en provisorisk matris som försämrar sårläkningen ytterligare.
T-cellsreglering
Granzym B utsöndras av regulatoriska T-celler (tregs) för att döda CD4 + T-celler som inte har exponerats för värdceller som är begränsade till de perifera vävnaderna och inte kan nå tymus . Denna aktiveringsinducerade celldöd (AICD) kan uppnås utan Fas- dödsvägen och förhindrar autoimmun reaktion på självantigener .
Inhibitorer
Granzyme B:s vanligaste hämmare är SERPINB9 även känd som proteinashämmare nio (PI-9) som är 376 aminosyror lång och finns i kärnan och cytoplasman. Det produceras av många typer av celler för att skydda sig mot oavsiktlig granzym B-medierad celldöd. PI-9 är metastabil och bildar en energetiskt gynnsam konformation när den binds till granzym B. PI-9-molekylens reaktiva loopcentrum (RCL) fungerar som ett pseudosubstrat och bildar initialt ett reversibelt Michaelis-komplex. När väl peptidbindningen av RCL har klyvts mellan positionerna Pl och Pl', hämmas granzym B permanent. Men om RCL klyvs effektivt, fungerar inte PI-9 som ett 1:1 självmordssubstrat och granzym B lämnas ohämmat. Granzyme M kan också klyva PI-9 i kärnan och cytoplasman för att lindra granzym B från hämning. Protein L4-100K från adenovirus kan också hämma granzym B genom att binda vid exositer och specifika bindningsfickor. L4-100K är ett sammansättningsprotein som kan transportera hexonkapsomerer in i kärnan av ett adenovirus. 100k kan klyvas till ett 90kDa-fragment av granzym H för att lindra denna hämning som är viktig i adenovirus 5-infekterade celler.
Roll i sjukdom
Granzyme B har en normal koncentration på 20-40 pg/ml i blodplasman samtidigt som den bibehåller 70 % aktivitet och förhöjda koncentrationer av granzym B finns i ett antal sjukdomstillstånd. Granzym B kan generera autoantigener genom att klyva i oordnade regioner och länkregioner av antigener som exponerar nya epitoper och detta kan orsaka utvecklingen av autoimmuna sjukdomar.
Granzyme B-frisättning med perforin från CD8 + T-celler kan orsaka avstötning av hjärt- och njurtransplantat genom att döda allogena endotelceller. Förstörelsen av insulinproducerande β-celler i pankreatiska öar förmedlas av T-celler och granzym B som bidrar till typ 1-diabetes . Granzym B kan också förmedla celldöd efter ryggmärgsskada och finns vid förhöjda nivåer vid reumatoid artrit .
Kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) har tillskrivits granzym B som utsöndras från NK- och T-celler som orsakar apoptos av bronkiala epitelceller . Matrisdestabilisering och ombyggnad av granzym B är också kopplad till astmapatogenes . Granzyme B kan döda melanocyter som orsakar hudtillståndet vitiligo och granzym B överuttryck finns i kontaktdermatit , lichen sclerosus och lichen planus fall.
Cytotoxiska celler som uttrycker granzym B har identifierats nära hårsäckar som kopplar samman en möjlig roll i håravfall. ECM-remodelleringsegenskaperna hos granzym B har också implicerat dess inblandning i vänsterkammarombyggnad, vilket ökar de efterföljande riskerna för hjärtinfarkt . Försvagningen av det fibrösa locket av ateromatösa plack genom apoptos av glatta muskelceller har också kopplats till granzym B.
externa länkar
- Granzyme+B vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
