Grancima B

A grancima B ou granzima B (GrB) é un dos encimas grancimas serina proteases, que se encontra principalmente nos gránulos das células asasinas naturais (células NK) e células T citotóxicas. Segrégase por estas células xunto coa proteína formadora de poros perforina para funcionar como mediadora da apoptose nas súas células diana.

A grancima B tamén a producen unha ampla variedade de células non-citotóxicas como basófilos, mastocitos ou células musculares lisas. As funcións secundarias da grancima B son tamén numerosas. A grancima B intervén na indución da inflamación ao estimular a liberación de citocinas e está tamén implicada na remodelación da matriz extracelular.

Os niveis elevados de grancima B están tamén implicados en varias doenzas autoinmunes, varias doenzas cutáneas e na diabetes tipo 1.

 Estrutura 

Nos humanos a grancima B está codificada polo xene GZMB do cromosoma 14 locus 14q.11.2, que ten 3,2 kb de longo e consta de 5 exóns. É un dos grancimas máis abondosos, dos cales hai cinco distintos en humanos e 10 no rato. Pénsase que a grancima B evolucionou a partir dun precursor relacionado coa grancima H e é máis efectiva a concentracións máis baixas que outras grancimas.

O encima está inicialmente en forma de cimóxeno precursor inactivo, que ten unha secuencia peptídica amino terminal adicional. Esta secuencia é cortada e separada pola catepsina C, eliminando dous aminoácidos. A catepsina H tamén activa a grancima B.

A estrutura da grancima B consiste en dúas follas β de seis febras con tres segmentos de dominios trans. Nos gránulos dos linfocitos citotóxicos o encima pode atoparse en dúas formas glicosiladas distintas. A forma alta en manosa ten un peso de 32 kDa e a forma complexa de 35kDa.

A grancima B contén a tríade catalítica histidina-ácido aspártico-serina no seu sitio activo e corta preferentemente despois dun residuo de ácido aspártico situado na posición P1. Este residuo de ácido aspártico asóciase cun residuo de arxinina no peto de unión do encima. A grancima B é activa a pH neutro e, polo tanto, está inactiva nos gránulos CTL ácidos. O encima tamén queda inactivo cando se une a el a serglicina nos gránulos para evitar que se desencadee a apoptose dentro da propia célula T citotóxica.

 Entrega á célula diana 
A grancima B libérase xunto coa perforina que se insire na membrana plasmática da célula diana formando un poro. A perforina ten un raio de 5,5 nm e a grancima B ten un raio de Stokes de 2,5 nm e pode así pasar a través do poro da perforina ao interior da diana e destruíla.

Alternativamente, unha vez liberada, a grancima B pode unirse a receptores que conteñen heparán sulfato cargados negativamente sobre unha célula diana e ser endocitada. As vesículas que portan o encima no seu interior estoupan despois, expoñendo a grancima B ao citoplasma e aos seus substratos. Tamén se cre que a Hsp-70 colabora na entrada da grancima B na célula.

Tamén se propuxo que a grancima B entra nunha célula diana intercambiando primeiro o seu enlace coa serglicina con fosfolípidos con carga negativa na membrana plasmática da célula diana. Despois, prodúcese a entrada polo proceso menos selectivo da pinocitose de absorción.

 Mediación da apoptose 

Unha vez dentro da célula diana, a grancima B pode clivar e activar as caspases iniciadoras 8 e 10, e as caspases executadoras 3 e 7, que desencadean a apoptose. A caspase 7 é a máis sensible á grancima B e as caspases 3, 8 e 10 só son clivadas a fragmentos intermedios e necesitan unha maior clivaxe para a súa completa activación.

A grancima B pode tamén clivar BID o que leva á oligomerización de BAX/BAK e á liberación de citocromo c das mitocondrias. A grancima B pode clivar ICAD orixinando a fragmentación do ADN e o padrón en escada asociado coa apoptose.

A grancima B ten o potencial de actuar sobre 300 substratos e pode clivar Mcl-1 na membrana mitocondrial externa aliviando a inhibición que este exerce sobre Bim. Bim estimula a oligomerización de BAX/BAK, a permeabilidade da membrana mitocondrial e a apoptose. A gancima B pode tamén clivar HAX1 (proteína X-1 asociada a Hs-1) para facilitar a polarización mitocondrial.

A grancima B pode igualmente xerar un nivel citotóxico de especies reactivas do oxíxeno mitocondriais para ser mediadora da morte celular. As vías independentes da caspase da morte celular pénsase que se orixinaron para vencer os virus que poden inhibir as caspases e impedir a apoptose.

 Dianas 

 Núcleo 

A grancima B ten moitos substratos que están localizados no núcleo. A grancima B pode clivar PARP (poli ADP ribosa polimerase) e ADN PK (ADN proteína quinase) para distorsionar a reparación do ADN e a integración de ADN retroviral. A grancima B pode tamén clivar a nucleofosmina, topoisomerase 1 ed nucleolina para impedir a replicación viral.

A grancima B pode clivar a proteína ICP4 do virus HSV 1, que é unha proteína esencial usada para a transactivación xénica, así como clivar a proteína NUMA (proteína do aparato mitótico nuclear) para impedir a mitose.

A grancima B poden tamén clivar a proteína DBP (proteína que se une ao ADN) nun fragmento de 50 kDa e despois nun fragmento adicional de 60 kDa indirectamente por medio das caspases que activa.

 Matriz extracelular 
A grancima B pode degradar moitas proteínas da matriz extracelular incluíndo a fibronectina, vitronectina e o agrecán. A clivaxe pode causar a morte celular por anoikis e liberación de alarminas pola matriz extracelular que inducen a inflamación. Fragmentos de fibronectina poden atraer neutrófilos e estimular a expresión de mealoproteinases de matiz (MMP) nos condrocitos. Os basófilos segregan grancima B para degradar contactos células endoteliais-células permitindo a extravasación cara a sitios de inflamación.

A grancima B pode tamén inducir a inflamación polas citocinas procesadoras IL-1α e IL18. Tamén poden desencadear a liberación de IL6 e IL8 pola activación do PAR1 (receptor activado por protease 1).

A clivaxe da vitronectina ocorre no sitio de unión da integrina RGD interrompendo as vías de sinalización do crecemento celular. A clivaxe das lamininas e fibronectinas altera as adhesións e a comunicación nas unións dermoepidérmicas mentres que a destrución da decorina pola grancima B causa a desorganización do coláxeno, e o adelgazamento e envellecemento da pel. Os queratinocitos poden expresar a grancima B despois dunha exposición aos raios UVA e UVB, que está ligada ao fotoenvellecemento da pel.

A grancima B pode tamén perturbar a curación de feridas. A clivaxe do factor de von Willebrand inhibe a agregación das plaquetas e do plasminóxeno produce un fragmento de anxiostatina que impide a anxioxénese. O corte da fibronectinas e vitronectinas atrasa a formación dunha matriz provisional, o que trastorna aínda máis a curación de feridas.

 Regulación das células T 
A grancima B segrégana as células T reguladoras (tregs) para matar células T CD4+ que non foron expostas a células hóspede que están restrinxidas a tecidos periféricos e non poden chegar ao timo. Esta morte celular inducida por activación (AICD) pode conseguirse sen seguir a vía de morte Fas e impide a reacción de autoinmunidade a autoantíxenos.

 Inhibidores 

O inhibidor máis común da grancima B é a SERPINB9, tamén coñecida como inhibidor da proteinase 9 (PI-9) que ten 376 aminoácidos e atópase no núcleo e citoplasma.
Prodúceno moitos tipos de células para protexérense elas mesmas dunha morte celular accidental mediada pola grancima B. O PI-9 é metaestable e adopta unha conformación enerxeticamente favorable cando se une á grancima B. O bucle do centro reactivo (RCL) da molécula de PI-9 actúa como un pseudosubstrato e forma inicialmente un complexo de Michaelis reversible. Unha vez que se cliva o enlace peptídico do RCL entre as posicións P1 e P1', a grancima B queda permanentemente inhibida.
Porén, se o RCL se cliva eficientemente, o PI-9 non actúa como un substrato suicida 1:1 e a grancima B queda sen inhibir. A grancima M pode tamén clivar PI-9 no núcleo e citoplasma para levantar a inhibición da grancima B.
A proteína L4-100K de adenovirus pode tamén inhibir a grancima B ao unirse a exositios e petos de unión específicos. L4-100K é unha proteína de ensamblaxe que pode transportar capsómeros hexóns ao núcleo dun adenovirus. L4-100k pode ser clivada xerando un fragmento de 90 kDa pola grancima H para levantar esta inhibición que é importante en células infectadas polo adenovirus 5.

 Papel en doenzas 
A grancima B ten unha concentración normal de 20-40 pg/mL no plasma sanguíneo e mantén un 70 % de actividade e poden atoparse elevadas concentracións deste encima en varias doenzas.
A grancima B pode xerar autoantíxenos ao clivar en rexións desordenadas e rexións enlazadoras de antíxenos expoñendo novos epítopos e isto pode causar o desenvolvemento de doenzas autoinmunes.

A grancima B libérase con perforina desde as células T CD8+ e pode causar o rexeitamento de transplantes de corazón e ril ao matar as células endoteliais aloxénicas. A destrución das células β produtoras de insulina nos illotes pancreáticos está mediada polas células T e a grancima B, contribuíndo á diabetes tipo 1. A grancima B pode tamén ser a mediadora da morte de células despois dunha lesión de medula espiñal e atópase en niveis elevados na artrite reumatoide.

A doenza pulmonar obstrutiva crónica foi atribuída á grancima B segregada polas células NK e T, o que causa a apoptose das células epiteliais bronquiais. A desestabilización da matriz e a remodelación feita pola grancima B están tamén ligadas á patoxénese da asma. A grancima B pode matar os melanocitos causando a condición cutánea do vitíligo, e prodúcese a sobreexpresión da grancima B en casos de dermatite de contacto, lique escleroso e lique plano.

Identificáronse células citotóxicas que expresan a grancima B preto dos folículos pilosos e podería ter un papel na perda de cabelo. As propiedades de remodelación da matriz extracelular da grancima B foron aducidas para explicar o seu papel na remodelación do ventrículo esquerdo, o que incrementa as posibilidades subseguintes de infarto de miocardio. A debilitación da cuberta fibrosa das placas ateromatosas por apoptose de células musculares lisas foi tamén ligado á grancima B.

Máis recentemente, propúxose un papel clave da grancima B extracelular en varias doenzas autoinmunes, como por exemplo: artrite, formación de ampolas autoinmune, escleroderma, lupus, (revisado en Aubert et al, Granzyme serine proteases in inflammation and rheumatic diseases. Nature Rev. Rheumatol. 2024 20(6):361-376. doi: 10.1038/s41584-024-01109-5.) e/ou trastornos inflamatorios crónicos relacionados coa idade, como o fotoenvellecemento, aneurisma, aterosclerose, doenza pulmonar obstrutiva crónica, dexeneración macular etc. (revisado en Richardson et al. Granzyme B in aging and age-related pathologies. Trends Mol Med. 2024 Aug 23:S1471-4914(24)00204-1. doi: 10.1016/j.molmed.2024.07.010.). En moitas destas condicións, demostráronse probas de concepto por medio do uso de modelos experimentais, estratexias xenéticas ou farmacolóxicas.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Grancima A

 Ligazóns externas 


Categoría:Hidrolases