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Che cosa sono Cathepsins (CTS)?

Cathepsins è proteasi, che sono enzimi che sono responsabili della degradazione delle proteine. Ci sono intorno 12 tipi differenti di cathepsins. Ogni catepsina funziona per degradare una proteina differente ed hanno strutture differenti e funzionano via i meccanismi differenti.

Catepsina KCredito di immagine: StudioMolekuul/Shutterstock.com

Mentre contribuiscono al metabolismo normale delle celle, egualmente giocano una parte in una vasta gamma di malattie differenti, dal diabete alla malattia del Parkinson ed il cancro.

I tipi differenti di catepsine

In mammiferi, le proteasi sono raggruppate in cinque famiglie, chiamate proteasi aspartiche e e della cisteina metallo, della serina, della teonina. Sono classificate in queste famiglie basate sugli amminoacidi presenti nelle proteine che i cathepsins ripartono.

Tutti i tipi di catepsine sono classificati in tre di queste famiglie della proteasi. Le proteasi della serina compensano fino a 31% di tutte proteasi totali nel corpo umano. La cisteina e le proteasi aspartiche compensano 25% e 4% delle proteasi totali nel corpo umano rispettivamente.

I cathepsins sono organizzati nelle famiglie indicate sotto.

Famiglia della serina

  • Catepsina A
  • Catepsina G

Famiglia aspartica

  • Catepsina D
  • Catepsina E

Famiglia della cisteina

  • Catepsina B
  • Catepsina C
  • Catepsina F
  • Catepsina H
  • Catepsina K
  • Catepsina L1
  • Catepsina L2
  • Catepsina O
  • Catepsina S
  • Catepsina W
  • Catepsina Z (o X)

Tutti i cathepsins si compongono di un peptide di segnale, di un propeptide e di un enzima funzionale maturo che è cataliticamente attivo.

Il ruolo dei cathepsins nell'organismo

Gioco di Cathepsins un ruolo nella degradazione delle proteine, del metabolismo energetico e delle risposte immunitarie dell'organismo, tra altre funzioni.

Cathepsins è trovato tipicamente nei sistemi endocytic o lysosomal acidi, ma alcuni cathepsins funzionano sopra il livello ottimale di pH 5, vale a dire la catepsina S, che è attiva a pH 6,5. La catepsina D è solitamente la maggior parte del attivo a pH 4, ma egualmente è stato trovato che la catepsina D è attiva ai livelli più a pH elevato fino a pH 7,4.

Quasi tutta l'attività della catepsina è trovata in organelli del lisosoma, che sono un tipo di organello responsabile della suddivisione dell'eccesso o dell'invecchiamento delle parti delle celle e nell'aiuto del apoptosis (morte delle cellule). I lisosomi possono anche distruggere i virus ed i batteri.

Cathepsins riparte le proteine per il taglio dei legami peptidici che collegano insieme gli amminoacidi.

Cathepsins nella malattia

I ruoli importanti del gioco di Cathepsins nei endosomes delle celle immuni e sono attivi nelle risposte immunitarie innate ed adattabili. Determinati studi hanno concluso che se il livello del pH dell'organismo è troppo basso, anche conosciuto come acidosi, cathepsins possono cominciare a causare i problemi e piombo allo sviluppo della malattia.

La sintesi e l'attività della catepsina di Dysregulated sono state vedute in parecchio malattie, artrite reumatoide, cancro e nelle malattie neurologiche infiammatorie. Mentre possono pregiudicare una gamma enorme di tipi di malattie differenti, sono spesso di interesse particolare nello studio sulla progressione di malattia come pure di prevenzione delle malattie.

L'attività della catepsina di Dysregulated può provocare la sovraespressione (sovra-attività) dei cathepsins ed indurrle ad essere secernuto fuori delle celle. Ciò può causare i problemi nella matrice extracellulare (ECM), che è la parte non cellulare di tutti i tessuti e gli organi e le celle di guide si comportano normalmente durante proliferazione delle cellule, differenziazione delle cellule e la migrazione delle cellule.

Quando nella matrice extracellulare, i cathepsins della cisteina, in particolare, possono degradare le componenti strutturali del ECM, quali il collageno o l'elastina e contribuiscono al trattamento dei chemokines, che sono molecole che sono comprese nell'attivazione delle risposte immunitarie infiammatorie. Come tale, i cathepsins extracellulari della cisteina possono essere implicati in determinate malattie infiammatorie quali l'artrite o la psoriasi e potrebbero essere importanti nello studio dei trattamenti per questi tipi di malattie.

Malattie di Neurodegenerative

Cathepsins è importante nelle malattie neurodegenerative poichè ripartono parecchie proteine importanti. Huntington e la malattia del Parkinson è stata collegata a catepsina D, che fa una parte nell'omeostasi delle celle di un neurone. Quando questa omeostasi è alterata, la proteolisi delle proteine particolari è alterata. Queste proteine includono:

  • Huntingtin
  • Tau
  • Lipofuscin
  • apoE
  • α-synuclein.

Malattie cardiovascolari

I tipi di malattie cardiovascolari che possono essere influenzate da attività della catepsina includono:

  • Cardiomiopatia (malattie del muscolo di cuore)
  • Ipertensione (ipertensione)
  • Infarto miocardico (attacco di cuore)
  • Aterosclerosi (accumulazione dei grassi e del colesterolo nelle arterie)
  • Aneurismi aortici (gonfiamento nel vaso sanguigno dal cuore allo stomaco).

Queste malattie possono anche comprendere la degradazione della matrice extracellulare dai cathepsins. Per esempio, i cathepsins sono stati trovati per degradare la lipoproteina a bassa densità (LDL-P) e per diminuire l'effetto di colesterolo che lascia i macrofagi. Ciò piombo per spumare celle che sono create, che sono state collegate ad aterosclerosi ed alla coronaropatia specificamente.

Cancro

Cathepsins è compreso nella crescita, nell'invasione, nell'angiogenesi (lo sviluppo di nuovi vasi sanguigni) ed in tumori che diventano resistenti al farmaco. La degradazione della matrice extracellulare egualmente è stata trovata per fare una parte nel cancro metastatico, che è quando il cancro si muove dal suo sito primario, quali i polmoni, verso un'altra parte del corpo, quali le ossa. Ciò significa che la disfunzione che della catepsina quella piombo a degradazione del ECM può aiutare il cancro per spargersi alle parti del corpo secondarie.

Disordini metabolici

L'obesità ed il diabete entrambe potenzialmente comprendono i cathepsins L, S, H e K. Cathepsin H può piombo al diabete con attività dell'endopeptidasi quando è dysregulated. La catepsina K può contribuire all'obesità ripartendo le proteine del collageno nel ECM.

Altre malattie che sono collegate al dysregulation della catepsina includono:

  • Periodontitis
  • Pancreatite
  • Degenerazione maculare senile
  • Distrofia muscolare
  • Colpo
  • Schizofrenia
  • Tubercolosi
  • Ebola.

Gli inibitori della catepsina possono fermare la funzione della catepsina, che può fermare i tumori dalla formazione con l'angiogenesi di didascalia. Gli inibitori della catepsina possono anche diminuire come le celle del tumore possono muoversi intorno all'organismo e quanto dilagante sono.

Riassunto

Cathepsins è una parte vitale del corpo umano, ma gli squilibri nel livello del pH dell'organismo ed in altri problemi gravi quale ipossia possono indurre i cathepsins ad essere dysregulated, che può, a loro volta, per piombo alla malattia.

Ruoli importanti del gioco di Cathepsins in parecchie malattie comuni e come tale, sono il fuoco dello studio in prevenzione delle malattie e progressione. La comprensione del ruolo dei cathepsins nella malattia può contribuire a sviluppare le efficaci terapie per le patologie serie quali cancro ed Alzheimer, ma il camice, c'è ancora una mancanza di comprensione su come i cathepsins funzionano dentro l'organismo e su come influenzano la malattia.

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Last Updated: Mar 15, 2021

Lois Zoppi

Written by

Lois Zoppi

Lois is a freelance copywriter based in the UK. She graduated from the University of Sussex with a BA in Media Practice, having specialized in screenwriting. She maintains a focus on anxiety disorders and depression and aims to explore other areas of mental health including dissociative disorders such as maladaptive daydreaming.

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