Enteropeptidase

A enteropeptidase, tamén chamada enteroquinase, é un encima producido polas células do duodeno que intervén na dixestión en humanos e outros animais. A enteropeptidase converte o tripsinóxeno (un cimóxeno) na súa forma activa tripsina, o que produce a activación dos encimas dixestivos do páncreas. A ausencia de enteropeptidase causa unha disfunción na dixestión intestinal.

A enteropeptidase é unha serina protease () que consiste nunha cadea pesada de 82-140 kDa unida por disulfuro que mantén ancorado o encima ao bordo en cepillo da membrana intestinal e unha cadea lixeira de 35-62 kDa que contén a subunidade catalítica. A enteropeptidase forma parte do clan da quimotripsina das serina proteases, e é estruturalmente similar a esas proteínas.

 Importancia histórica 
A enteropeptidase descubriuna Ivan Pavlov, gañador en 1904 do Premio Nobel de Medicina polos seus estudos da fisioloxía gastrointestinal. É o primeiro encima que se coñeceu que activaba outros encimas, e segue sendo un exemplo notable de como están deseñadas as serina proteases para regular as vías metabólicas. Coñecíase a inactividade dos encimas dixestivos dentro do páncreas, comparada coa súa potente actividade dentro do intestino, mais a base desta diferenza descoñecíase. En 1899, o estudante de Pavlov, N. P. Schepowalnikov, demostrou que as secrecións duodenais dos cans estimulaban drasticamente a actividade dos encimas pancreáticos, especialmente do tripsinóxeno. O principio activo foi recoñecido como un encima especial intestinal que podía activar outros encimas. Pavlov denominouno enteroquinase. O debate sobre se a enteroquinase era un cofactor ou un encima resolveuno Kunitz, que mostrou que a activación do tripsinóxeno pola enteroquinase era catalítica. Na década de  1950, demostrouse que o tripsinóxeno de vaca era activado autocataliticamente polo corte dun hexapéptido N-terminal. O nome máis preciso dado pola IUBMB á enteroquinase foi enteropeptidase (xa que non ten actividade de quinase), que se vén usando desde 1970. Porén, o nome orixinal ‘enteroquinase’ ten unha longa historia e aínda é de uso común.

 Estrutura do encima 
A enteropeptidase é unha serina protease transmembrana de tipo II (TTSP) localizada no bordo en cepillo da mucosa duodenal e xexunal, que se sintetiza como un cimóxeno chamado proenteropeptidase, que require a activación pola duodenase (bovina) ou a tripsina. As TTSPs sintetízanse como cimóxenos dunha soa cadea con secuencias N-terminais propéptido de diferentes lonxitudes. Estes encimas son activados polo corte na porción carboxilo dos residuos de lisina ou arxinina presentes nun motivo de activación altamente conservado. Unha vez activados, predise que as TTSPs permanecen unidas á membrana por medio dun enlace disulfuro que liga os dominios pro- e catalítico.

No caso da enteropeptidase da vaca o produto primario de tradución comprende 1035 residuos cunha masa esperada de 114,9 kDa. A masa detectada aparente duns 160 kDa é consistente co contido de carbohidratos especificado de 30-40 %, con cantidades iguais de azucres neutros e  aminoazucres. O sitio de corte de activación situado despois da Lys800 separa as cadeas pesada e lixeira da enteropeptidase madura da vaca. Hai 17 sitios potenciais de glicosilación ligados a N na cadea pesada e tres na lixeira; a maioría deles están conservados noutras especies. 
A cadea pesada ten unha sección hidrófoba preto do N-terminal que soporta a áncora transmembrana. A cadea pesada inflúe na especificidade da enteropeptidase. A enteropeptidase nativa é resistente ao inhibidor da tripsina da soia. Porén, a cadea lixeira illada é lábil se se prepara por unha redución limitada da proteína natural ou por mutaxénese e expresión en células COS. A enteropeptidase nativa e a cadea lixeira illada teñen unha actividade similar sobre a Gly-(Asp)4-Lys-NHNap, pero a cadea lixeira illada presenta unha clara diminución da actividade sobre o tripsinóxeno. Pode producirse un defecto análogo selectivo no recoñecemento do tripsinóxeno na enteropeptidade de dúas cadeas ao quentala ou por acetilación. Este comportamento supón que o centro catalítico e un ou máis sitios de unión ao substrato secundarios son esenciais para o recoñecemento óptimo do tripsinóxeno.

miniatura|Cadea lixeira da enteropeptidase humana

 Actividade 
Malia o seu nome alternativo (enteroquinase), a enteropeptidase é unha serina protease que cataliza a hidrólise de enlaces peptídicos de proteínas e, a diferenza das quinases, non cataliza a transferencia de grupos fosfato. A enteropeptidase mostra unha actividade similar á da tripsina, cortando proteínas despois dunha lisina nun sitio de corte específico (Asp-Asp-Asp-Asp-Lys). Este corte ten como resultado a activación tripsinodependente doutros cimóxenos pancreáticos, como o quimotripsinóxeno, a proelastase, a procarboxipeptidase e a prolipase no lume do intestino. Como a pro-rexión do tripsinóxeno contén esta secuencia, a enteropeptidase cataliza a súa activación in vivo:

tripsinóxeno → tripsina + pro-rexión (Val-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys)

 Xenética e importancia en enfermidades 
En humanos a enteropeptidase está codificada polo xene TMPRSS15 (tamén chamado ENTK, e anteriormente PRSS7) do cromosoma 21 (21q21). Algunhas mutacións sen sentido e de cambio de pauta de lectura nese xene causan un trastorno recesivo raro caracterizado por un cadro grave que se desenvolve en nenos afectados, debido á deficiencia de enteropeptidase. A expresión do ARNm da enteropeptidase está limitada ao intestino delgado proximal, e a proteína atópase en enterocitos do duodeno e xexuno proximal. Despois da secreción desde o páncreas ao duodeno, o tripsinóxeno encontra a enteropeptidase e queda activado converténdose en tripsina. Despois, a tripsina corta e activa outras serina proteases pancreáticas de tipo cimóxeno (quimotripsinóxeno e proelastase), cimóxenos metaloproteases (procarboxipeptidases) e prolipases. Por medio desta fervenza de dous pasos, a actividade destrutiva destas hidrolases dixestivas está confinada ao lume intestinal, onde non poden facer dano. A importancia fisiolóxica desta vía demóstrase pola grave mala absorción intestinal causada pola deficiencia conxénita de enteropeptidase. Esta condición pode ser mortal, pero responde á suplementación oral con extractos pancreáticos.

 Aplicacións 

A especificidade da enteropeptidase fai que sexa unha ferramenta ideal en aplicacións bioquímicas; unha proteína de fusión que contén unha etiqueta de afinidade C-terminal (como unha poli-His) ligada por esta secuencia pode ser clivada pola enteropeptidase para obter a proteína diana despois da purificación de proteínas. Ao contrario, a pro-secuencia N-terminal das proteases que debe ser cortada antes da activación pode ser mutada para permitir a activación con enteropeptidase.

 Notas 

 Ligazóns externas 


Categoría:Hidrolases