基质金属蛋白酶的结构及其调节机制_陈华江

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1、·20·国外医学肿瘤学分册2001年2月第28卷第1期基质金属蛋白酶的结构及其调节机制陈华江综述王杰军审校(第二军医大学附属长征医院肿瘤科,上海200003)摘要:基质金属蛋白酶(MMP)家族是细胞外基质降解过程中的重要酶类,在多种病理过程尤其是肿瘤侵袭和转移中具有重要意义。本文就其基本结构和对肿瘤转移与侵袭的调节机制作一综述。关键词;基质金属蛋白酶;结构;调节机制中图分类号:R73-37文献标识码:A文章编号:1000-8225(2001)-01-0020-04基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMP)1.1信号肽与前肽区是自然

2、界进化中高度保守的一类酶,广泛分布于植物、脊人类MMP中除MMP14外均有一个信号肽序列,椎动物、无脊椎动物中,是细胞外基质降解过程中必不可信号肽的作用是引导翻译后的产物至胞浆内质网。前肽少的酶,几乎能降解细胞外基质的所有成分(见表1)。在区的裂解对于MMP的激活至关重要。前肽区内含有保正常稳定状态组织中MMP表达量极少,而在炎性细胞守的Pro-Arg-Cys-Gly-Val/Asn-Pro-Asp(PRCGV/因子、激素、生长因子刺激下和细胞转化过程其表达量上NPD),其中保守的半胱氨酸残基在大多数MMP酶原活升。此过程涉及人体多种生理及病理过程,如炎症、胚胎

3、化中有重要作用。MT-MMP在前肽区与催化区之间有[1]发生、血管形成、肿瘤侵袭转移等。11个氨基酸的插入区,间质溶素3(MMP-11)在同样的1MMP的结构位点有相似的插入,插入序列中的RXKR序列(MT-基质金属蛋白酶家族属于锌肽酶超家族,有下列基MMP4为RRRR序列)与MT-MMP、MMP-11的特殊本结构。激活过程有关。表1基质金属蛋白酶家族分子量(kD)酶分型MMP编号主要底物(全酶/活性形式)胶原酶间质胶原酶154.0/42.6胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ、Ⅹ、明胶、entactin,aggrecan多形核胶原酶853.4/42.2胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aggre

4、can胶原酶31353.8/42.2胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ明胶酶明胶酶A273.9/62.1明胶,胶原Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ,弹性蛋白,aggrecan,纤维连接蛋白,层粘连蛋白,Tenascin,β-淀粉样蛋白前体明胶酶B978.4/66.6明胶、胶原Ⅳ、Ⅴ、Ⅺ,aggrecan,弹性蛋白,entactin,玻璃粘连蛋白间质溶素间质溶素1354.0/42.8aggrecan,明胶,纤维连接蛋白,胶原Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ,玻璃粘连蛋白,层粘连蛋白,Tenascin间质溶素21054.2/43.0aggrecan,纤维连接蛋白,胶原Ⅳ膜型基质金属蛋白酶Ⅰ膜型基质金属蛋白酶1465.

5、9/53.9胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,纤维连接蛋白,层粘连蛋白-1,硫酸皮肤素蛋白多糖,玻璃粘连蛋白Ⅱ膜型基质金属蛋白酶1575.8/65.2未知Ⅲ膜型基质金属蛋白酶1669.5/55.7激活proMMP-2Ⅳ膜型基质金属蛋白酶17?/53.7未知其他基质溶素729.7/19.1aggrecan,纤维连接蛋白,层粘连蛋白,明胶,胶原Ⅳ,entactin,玻璃粘连蛋白间质溶素31154.6/44.3纤维连接蛋白,层粘连蛋白,胶原Ⅳ,Tenascin,玻璃粘连蛋白金属弹力蛋白酶1254.0/42.8Elastin釉质溶解素2054.4/42.6未知RASI-118/1957.

6、4/46.5未知作者简介:陈华江(1971-),男,上海人,助教,在读博士生,研究方向为肿瘤侵袭和转移。国外医学肿瘤学分册2001年2月第28卷第1期·21·1.2催化区210bp基因序列中含AP-1位点和PEA-3位点,c-fos反2+2+催化区有两个Zn离子结合区和至少一个Ca离义RNA能抑制胶原酶和(或)间质溶素的基因表达。2+2+[5]子结合区。两个Zn离子结合区中,一个为催化性ZnPEA-3活化可能对AP-1激活途径有辅助作用。Bond[6]离子,位于活性中心内,涉及MMP的催化过程,另一个等发现NF-κB活化纤维母细胞与上调MMP-1、MMP-2+[

7、7]为结构性Zn离子。MMP中多种MMP如MMP-1、3有重要关系。Ricca等研究发现bcl-2过表达能上调MMP-3、MMP-7、MMP-8的晶体结构已经阐明。催化区NF-κB活性,进而诱导人MCF7(ADR)乳腺癌细胞中保守的HE-X-GH-X-X-HS-X-M序列中存在3个催化MMP-9转录增强。不同类型的细胞及不同类型的MMP2+[8]性Zn离子的组氨酸配基(其中的斜体字H代表)。它们所涉及的机制可能也不尽相同。Mengshol等研究发现2+与催化性Zn离子相连,不仅与MMP活化过程密切相IL-1诱导软骨细胞产生MMP-13必须有p38、转录因子2+关

8、,而且在催化性Zn离子催