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Catepsina E

La catepsina E es una enzima ( EC 3.4.23.34) que en los humanos está codificada por el gen CTSE . [5] [6] [7] La ​​enzima también se conoce como proteinasa de movimiento lento , proteinasa aspártica de membrana de eritrocitos , SMP , EMAP , proteinasa no pepsina , proteinasa ácida similar a catepsina D , proteinasa ácida similar a catepsina E , proteinasa tipo catepsina D ) es una enzima . [8] [9] [10] [6]

La catepsina E es una proteasa que se encuentra en animales, así como en varios otros organismos, que pertenece al grupo de las proteasas aspárticas . En los humanos está codificada por el gen CTSE ubicado en 1q32 en el cromosoma 1. [11] [12] [6] [13] Es una glicoproteína intracelular no lisosomal que se encuentra principalmente en la piel y en las células inmunes. [14] La proteína es una aspartil proteasa que funciona como un homodímero unido por disulfuro y tiene una cadena de oligosacáridos del tipo de alta manosa. [15] Es un miembro de la familia de la peptidasa A1 y, por lo tanto, observa una especificidad similar a la de la pepsina A y la catepsina D. La catepsina E es una enzima intracelular y no parece estar involucrada en la digestión de proteínas de la dieta. Se encuentra en mayor abundancia en las superficies celulares productoras de moco epitelial del estómago. Es la primera proteasa aspártica presente en el estómago fetal y se encuentra en más de la mitad de los cánceres gástricos, lo que hace que parezca ser un antígeno oncofetal . Existen variantes de transcripción que utilizan señales de poliadenilación alternativas y dos variantes de transcripción que codifican diferentes isoformas para este gen. [13] [14]

Una deficiencia en los niveles de catepsina E en el cuerpo puede desempeñar un papel en enfermedades inflamatorias de la piel como la dermatitis atópica , para la cual el tratamiento se basaría en fijar la funcionalidad y los niveles de la proteína en el cuerpo. [16] Junto con la renina y la catepsina D, la catepsina E es una de las pocas proteasas aspárticas que se sabe que se producen en tejidos humanos distintos de los del tracto gastrointestinal y reproductivo. [17]

Estructura

La estructura de la catepsina E es muy similar a la de la catepsina D y BACE1 , y las tres tienen regiones de sitio activo casi idénticas. Las diferencias entre ellas radican en los microambientes que rodean sus sitios activos . Los residuos DTG 96-98 y DTG 281-283 contribuyen a la formación del sitio activo de la enzima. También hay dos pares de enlaces disulfuro en los residuos Cys 272-276 y Cys 314-351. Otros dos residuos Cys en las posiciones 109 y 114 de la cadena de aminoácidos residen cerca uno del otro en el espacio tridimensional, sin embargo, la distancia entre sus átomos de azufre es de 3,53 Å, que es demasiado grande para la formación de un enlace disulfuro adecuado. La estructura también tiene cuatro enlaces de hidrógeno entre los residuos Asp del sitio activo y los residuos circundantes. Un factor distintivo de la catepsina E en comparación con la estructura de la catepsina D y BACE1 se puede ver en la formación de un enlace de hidrógeno adicional entre los residuos Asp 96 y Ser 99, y la ausencia de un enlace de hidrógeno con Leu/Met en Asp 281. [16]

Ubicación

La enzima se distribuye en células del tracto gastrointestinal , tejidos linfoides , células sanguíneas, órganos urinarios y microglia . Su localización intracelular en diferentes células de mamíferos es diferente a la de su análogo Catepsina D. La Catepsina E se asocia con el tejido de membrana en los canalículos intracelulares de las células parietales gástricas , canalículos biliares de las células hepáticas, células del túbulo proximal renal en el riñón, células epiteliales en el intestino, tráquea y bronquios, osteoclastos e incluso en eritrocitos. Su localización en las estructuras de los endosomas se puede ver en muchos tipos de células diferentes como los linfoblastos de células B presentadoras de antígenos , las células gástricas y la microglia. Su presencia también se detecta en las cisternas del retículo endoplasmático de la célula . [15] [18]

Función

La catepsina E desempeña un papel vital en la degradación de proteínas, el procesamiento de antígenos a través de la vía MHC de clase II [13] y la generación de proteínas bioactivas. También se cree que la enzima está involucrada en la ejecución de la vía de muerte neuronal inducida por la edad, así como en la estimulación excesiva de los receptores de glutamato con excitotoxinas y la isquemia transitoria del prosencéfalo . En un experimento realizado en ratas, la catepsina E apenas se detectó en los tejidos cerebrales de ratas jóvenes, sin embargo, en ratas mayores su nivel aumentó considerablemente en el neoestriado y la corteza cerebral . La enzima también se expresó en niveles altos en la microglia activada de la región CA1 del hipocampo y en neuronas degeneradas durante una semana después de la isquemia transitoria del prosencéfalo. [18] La catepsina E tiene un posible papel en el desarrollo de adenocarcinoma bien diferenciado a partir de metaplasia intestinal . [15] La enzima también desempeña un papel en asociación con las células dendríticas, donde genera el repertorio CD4 en respuesta a proteínas propias y extrañas. [19]

Modificación postraduccional

La enzima está glicosilada . Los diferentes tipos de células contribuyen a las diferencias en la naturaleza de la cadena de carbohidratos. Se observa un oligosacárido de tipo manosa alto en la proenzima de los fibroblastos, sin embargo, la enzima madura se puede ver con un oligosacárido de tipo complejo. En las membranas de los eritrocitos, la enzima madura y la proenzima tienen un oligosacárido de tipo complejo. La escisión autocatalítica produce dos formas de la enzima, con la Forma 1 comenzando en el residuo Ile 54 y la Forma 2 en Thr 57. [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000196188 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000004552 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
  5. ^ Couvreur JM, Azuma T, Miller DA, Rocchi M, Mohandas TK, Boudi FA, Taggart RT (agosto de 1990). "Asignación de catepsina E (CTSE) a la región cromosómica humana 1q31 mediante hibridación in situ y análisis de híbridos de células somáticas". Citogenética y genética celular . 53 (2–3): 137–9. doi :10.1159/000132914. PMID  2369841.
  6. ^ abc Azuma T, Pals G, Mohandas TK, Couvreur JM, Taggart RT (octubre de 1989). "Catepsina E gástrica humana. Secuencia predicha, localización en el cromosoma 1 y homología de secuencia con otras proteinasas aspárticas". The Journal of Biological Chemistry . 264 (28): 16748–53. doi : 10.1016/S0021-9258(19)84768-3 . PMID  2674141.
  7. ^ "Entrez Gene: CTSE catepsina E".
  8. ^ Lapresle C, Puizdar V, Porchon-Bertolotto C, Joukoff E, Turk V (junio de 1986). "Diferencias estructurales entre la catepsina E y la catepsina D de conejo". Química biológica Hoppe-Seyler . 367 (6): 523–6. doi :10.1515/bchm3.1986.367.1.523. PMID  3741628.
  9. ^ Yonezawa S, Fujii K, Maejima Y, Tamoto K, Mori Y, Muto N (noviembre de 1988). "Estudios adicionales sobre la catepsina E de rata: localización subcelular y existencia de la forma de subunidad activa". Archivos de bioquímica y biofísica . 267 (1): 176–83. doi :10.1016/0003-9861(88)90021-5. PMID  3058036.
  10. ^ Jupp RA, Richards AD, Kay J, Dunn BM, Wyckoff JB, Samloff IM, Yamamoto K (septiembre de 1988). "Identificación de las proteinasas aspárticas de las membranas de eritrocitos humanos y la mucosa gástrica (proteinasa de movimiento lento) como equivalentes catalíticos a la catepsina E". The Biochemical Journal . 254 (3): 895–8. doi :10.1042/bj2540895. PMC 1135167 . PMID  3058118. 
  11. ^ "CTSE catepsina E [Homo sapiens (humano)] - Gen - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 16 de octubre de 2016 .
  12. ^ Couvreur JM, Azuma T, Miller DA, Rocchi M, Mohandas TK, Boudi FA, Taggart RT (1990). "Asignación de catepsina E (CTSE) a la región cromosómica humana 1q31 mediante hibridación in situ y análisis de híbridos de células somáticas". Citogenética y genética celular . 53 (2–3): 137–9. doi :10.1159/000132914. PMID  2369841.
  13. ^ abc Zaidi N, Kalbacher H (marzo de 2008). "Catepsina E: una mini revisión". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 367 (3): 517–22. doi :10.1016/j.bbrc.2007.12.163. PMID  18178150.
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  15. ^ abc Saku T, Sakai H, Shibata Y, Kato Y, Yamamoto K (diciembre de 1991). "Un estudio inmunocitoquímico sobre la localización intracelular distinta de catepsina E y catepsina D en células gástricas humanas y varias células de rata". Revista de Bioquímica . 110 (6): 956–64. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123696. PMID  1794985.
  16. ^ ab Chou KC (mayo de 2005). "Modelado de la estructura terciaria de la catepsina E humana". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 331 (1): 56–60. doi :10.1016/j.bbrc.2005.03.123. PMID  15845357.
  17. ^ Lees WE, Kalinka S, Meech J, Capper SJ, Cook ND, Kay J (octubre de 1990). "Generación de endotelina humana por catepsina E". Cartas FEBS . 273 (1–2): 99–102. doi :10.1016/0014-5793(90)81060-2. PMID  2226872. S2CID  43466635.
  18. ^ ab Tsukuba T, Okamoto K, Yasuda Y, Morikawa W, Nakanishi H, Yamamoto K (diciembre de 2000). "Nuevos aspectos funcionales de la catepsina D y la catepsina E". Moléculas y Células . 10 (6): 601–11. doi :10.1007/s10059-000-0601-8. PMID  11211863. S2CID  20761872.
  19. ^ Chain BM, Free P, Medd P, Swetman C, Tabor AB, Terrazzini N (febrero de 2005). "La expresión y función de la catepsina E en células dendríticas". Revista de Inmunología . 174 (4): 1791–800. doi : 10.4049/jimmunol.174.4.1791 . PMID  15699105.
  20. ^ "CTSE - Precursor de catepsina E - Homo sapiens (humano) - Gen y proteína CTSE". www.uniprot.org . Consultado el 16 de octubre de 2016 .

Lectura adicional

Enlaces externos