Pankreas elastas
| Pankreatisk | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| elastasidentifierare | |||||||||
| EG nr. | 3.4.21.36 | ||||||||
| CAS-nr. | 848900-32-3 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| Genontologi | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Pankreatisk elastas II | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifierare | |||||||||
| EG nr. | 3.4.21.71 | ||||||||
| CAS-nr. | 75603-19-9 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| Genontologi | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Pankreatisk endopeptidas E- | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||||
| EG nr. | 3.4.21.70 | ||||||||
| CAS-nr. | 68073-27-8 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Pankreaselastas är en form av elastas som produceras i de acinära cellerna i bukspottkörteln , som initialt produceras som en inaktiv zymogen och senare aktiveras i tolvfingertarmen av trypsin . Elastaser bildar en underfamilj av serinproteaser , kännetecknad av en distinkt struktur som består av två beta- fatdomäner som konvergerar på det aktiva stället som hydrolyserar amider och estrar bland många proteiner förutom elastin , en typ av bindväv som håller ihop organ. Pankreaselastas 1 är ett serin-endopeptidas, en specifik typ av proteas som har aminosyran serin på sitt aktiva ställe. Även om det rekommenderade namnet är pankreatisk elastas, kan det också hänvisas till som elastas-1, pankreatopeptidas, PE eller serin elastas.
Det första isozymet , pankreatisk elastas 1, ansågs initialt uttryckas i pankreas. Men det upptäcktes senare att det var det enda kymotrypsinliknande elastaset som inte uttrycktes i bukspottkörteln. Faktum är att pankreaselastas uttrycks i basala lager av epidermis (på proteinnivå). Därför har pankreaselastas 1 döpts om till elastas 1 (ELA1) eller kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 1 ( CELA1 ). Under en period trodde man att ELA1 / CELA1 inte transkriberades till ett protein. Men det upptäcktes senare att det uttrycktes i hudkeratinocyter .
Klinisk litteratur som beskriver mänsklig elastas 1-aktivitet i bukspottkörteln eller fekalt material hänvisar faktiskt till chymotrypsin-liknande elastasfamiljen, medlem 3B ( CELA3B ).
Strukturera
Pankreas elastas är ett kompakt klotformigt protein med en hydrofob kärna. Detta enzym bildas av tre underenheter. Varje subenhet binder en kalciumjon ( kofaktor ). Det finns tre viktiga metallbindningsställen i aminosyrorna 77, 82, 87. Den katalytiska triaden , som ligger i det aktiva stället, bildas av tre vätebundna aminosyrarester (H71, D119, S214), och spelar en viktig roll i klyvningsförmågan hos alla proteaser. Den består av en enda peptidkedja på 240 aminosyror och innehåller 4 disulfidbryggor. Den har en hög grad av sekvensidentitet med pankreas-elastaser som motsvarar andra arter, såsom råttans, som den delar 86 % av sin sekvens med. Dess enzymatiska aktivitet är ett resultat av den specifika tredimensionella konformation som dess enda polypeptidkedja antar, och därför går aktivitet förlorad genom denaturering och/eller konformationsförändringar. [ citat behövs ]
Inhibitorer
Elafin, den hudhärledda elastashämmaren, har visat sig vara en potent och specifik hämmare av både svinhomologen av ELA1 och humant leukocytelastas in vitro. Elafin uttrycks av epidermala keratinocyter under hyperproliferativa tillstånd som psoriasis och sårläkning. Det har också rapporterats vara närvarande i många andra vuxna epitel som utsätts för miljöstimuli: tunga, tallrik, linguala tonsiller, gingiva, svalg, epiglottis, stämband, matstrupe, livmoderhals, vagina och hårsäckar. I alla dessa vävnader är närvaron av inflammatoriska celler fysiologisk och elafinexpression tros skydda mot leukocytproteaser och därigenom hjälpa till att upprätthålla epitelial integritet. [ citat behövs ]
Elafin har tvärtom aldrig hittats i basalskiktet i någon typ av epitelvävnad. Faktum är att elafin är praktiskt taget frånvarande i normal mänsklig epidermis. Den andra kända elastashämmaren, SLPI , har emellertid rapporterats uttryckas i de basala keratinocyterna, vilket tyder på att detta kan vara den huvudsakliga elastashämmaren i normal epidermis. [ citat behövs ]
Alfa 1-antitrypsin och alfa-2-makroglobulin är humana serumproteashämmare som fullständigt hämmar den allmänna proteolytiska aktiviteten av pankreaselastas 1 och 2. Det har observerats att ett proteas måste vara aktivt för att binda till dessa två inhibitorer. Studier visade att aktiviteten av elastas 2 förhöjdes i 25-250 mM NaCl. Aktiviteten av elastas 2 i NaCl närmade sig ungefär två gånger aktiviteten utan NaCl. Elastas 1 hämmas något över 150 mM NaCl
Klinisk signifikans
Mutationer av CELA1-genen misstänktes vara associerade med diffus icke-epidermolytisk palmoplantar keratoderma (diffus NEPPK). Den misstänkta sekvensvarianten var dock fullt funktionell och associerade inte starkt med sjukdomen. På senare tid har en specifik mutation i KRT6C -genen kopplats till vissa fall av diffus NEPPK.
En möjlig polymorfism av CELA1-genen som kodar för detta protein hittades. På en sekundär strukturnivå manifesterar denna polymorfism sig i en excision av en kort sekvens av CELA1. Den försvunna sekvensen bär nyckelaminosyraresterna Val-227 och Thr-239, som bidrar till substratspecificiteten för elastas I (markerad i figur 3), såväl som fem av de åtta aminosyrorna som är involverade i den primära kontakten av elafin (inhibitor)/elastaskomplexbildning. Dessa observationer antyder att sekvensvarianten kan modifiera substratspecificiteten för enzymet och avskaffa inhibitorbindningsförmågan . Även om det inte fanns några uppenbara patogena epidermala abnormiteter associerade med den trunkerade ELA1-varianten, är det möjligt att bärare av polymorfismen kan löpa större risk att utveckla vanliga hudsjukdomar som psoriasis och eksem (genetiska och histologiska studier kommer att krävas för att undersöka roll för ELA1 i dessa vanliga epidermala störningar.).
Biosyntes
Pankreaselastas bildas genom aktivering av proelastas från däggdjursbukspottkörteln med trypsin . Efter bearbetning till proelastas lagras det i zymogengranulerna och aktiveras sedan till elastas i tolvfingertarmen genom tryptisk klyvning av en peptidbindning i den inaktiva formen av prekursormolekylen. Denna process resulterar i att en aktiveringspeptid avlägsnas från N-terminalen, vilket gör att enzymet kan anta sin naturliga konformation. [ citat behövs ]
Isozymer
Människor har fem kymotrypsinliknande elastasgener som kodar för de strukturellt likartade proteinerna:
| Familj | Gen symbol | Proteinnamn | EG-nummer | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Godkänd | Tidigare | Godkänd | Tidigare | ||
|
kymotrypsinliknande _ |
CELA1 | ELA1 | kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 1 | elastas 1, pankreas | EC 3.4.21.36 |
| CELA2A | ELA2A | kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 2A | elastas 2A, pankreas | EC 3.4.21.71 | |
| CELA2B | ELA2B | kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 2B | elastas 2B, pankreas | EC 3.4.21.71 | |
| CELA3A | ELA3A | kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 3A | elastas 3A, pankreas | EC 3.4.21.70 | |
| CELA3B | ELA3B | kymotrypsinliknande elastasfamilj, medlem 3B | elastas 3B, pankreas | EC 3.4.21.70 | |
Post-translationella modifieringar
Glykosylering vid Asn79 och Asn233.
Gen
Genen som kodar för pankreaselastas 1 är CELA1 (synonym: ELA1) Pankreaselastas 1 kodas av ett enda genetiskt lokus på kromosom 12. Studier av humant pankreaselastas 1 har visat att detta serinproteas kartläggs till den kromosomala regionen 12q13 och det är nära ett ställe för en autosomal dominant hudsjukdom, diffus icke-epidermolytisk palmoplantar keratoderma .
Reaktioner
Hydrolysen som elastaser åstadkommer sker i flera steg, som börjar med bildandet av ett komplex mellan elastas och dess substrat, med karbonylkolet placerat nära det nukleofila serinet, följt av en nukleofil attack som bildar en acylenzym-mellanprodukt (ett par av elektroner från dubbelbindningen av karbonylsyren flyttar till syret) medan den första produkten frigörs. Mellanprodukten hydrolyseras sedan i ett deacyleringssteg, vilket regenererar det aktiva enzymet och resulterar i frisättning av den andra produkten (det elektrondefekta karbonylkolet återbildar dubbelbindningen med syret och peptidens C-terminal frigörs . Det klyver företrädesvis peptidbindningar vid karbonyländen av aminosyrarester med små hydrofoba sidokedjor som glycin , valin , leucin , isoleucin och alanin . Elastasernas breda specificitet för icke-aromatiska oladdade sidokedjor kan förklara dess förmåga att bryta ner naturliga elastin.
Använd i diagnostiska tester
Humant pankreaselastas 1 (E1) förblir odegraderat under intestinal transit. Därför speglar dess koncentration i avföring exokrina pankreasfunktioner. Under en inflammation i bukspottkörteln släpps E1 ut i blodomloppet. Kvantifieringen av pankreaselastas 1 i serum möjliggör således diagnos eller uteslutning av akut pankreatit.
Huvudindikationer:
- Diagnos/uteslutning av exokrin pankreasinsufficiens orsakad av t.ex. kronisk pankreatit, cystisk fibros, diabetes mellitus, kolelithiasis (gallsten), "misslyckande att trivas", pankreascancer, papillär stenos
- Uppföljningsövervakning av patienter med mild eller måttlig bukspottkörtelinsufficiens
- Diagnos/uteslutning av pankreasengagemang i samband med gastrointestinala symtom, buksmärtor eller osteoporos till exempel.
Metod för upptäckt:
- Sandwich ELISA med två monoklonala antikroppar mycket specifika för humant pankreaselastas 1
- ELISA-kitet är baserat på en mikrotiterplatta (96 brunnars format) med 12 brytbara enkelremsor x 8 brunnar lämpliga för upp till 42 prover i duplikat
Referenskoncentration för att tolka pankreatiska elastasresultat: För vuxna och barn efter den första levnadsmånaden
- Värden > 200 μg elastas/g avföring indikerar normal exokrin pankreasfunktion
- Värden på 100-200 μg elastas/g avföring tyder på mild till måttlig bukspottkörtelinsufficiens
- Värden < 100 μg elastas/g avföring indikerar exokrin pankreasinsufficiens.
externa länkar
- Pankreas+elastas vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- Översikt över all strukturell information som finns tillgänglig i PDB för UniProt : P00772 (Bukspottkörtellastas) i PDBe-KB .
Denna artikel innehåller text från United States National Library of Medicine, som är allmän egendom .
