Aspartyyliaminopeptidaasi

Malli naudan aspartyyliaminopeptidaasin rakenteesta

Aspartyyliaminopeptidaasi (Ape4) on kuljettajaproteiini, joka kuuluu metalloproteinaasien ryhmään ja aminopeptidaaseihin, jotka yleisesti pilkkovat ketjumaisia polypeptidejä.[1][2] Hiivoissa sitä tarvitaan solulimasta solunesterakkulaan kulkevassa reitissä ja autofagosytoosissa, kun hiivan elintärkeän typen saanti on rajoittunut.[2] Ihmisessä se sijaitsee solulimassa ja se vaikuttaa proteiinien ja peptidien aineenvaihduntaan solujen sisällä.[3][4]

Ape4

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ape4 löydettiin ensimmäisen kerran kun sitä puhdistettiin jäniksen aivosolujen sytosolista vuonna 1998.[4] Ihmisen Ape4 koostuu 475 aminohaposta ja sitä koodaa DNPEP-geeni.[3] Sen koentsyyminä toimii sinkki-ioni ja se rakentuu kahdesta erilaisesta proteiinidomeenista, joiden välissä on aktiivinen kohta.[4][5] Proteiinia koodaa Cryptococcus neoformans -hiivassa CNAG_01169-geeni ja se koostuu 523 aminohaposta.[2]

Tehtävät ihmisessä

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aminopeptidaaseja tavataan monissa soluelimissä ja niillä on tärkeitä tehtäviä biologisissa prosesseissa, kuten lisääntymisessä ja hormonien muokkaamisessa, mutta myös tautien kuten syövän aiheuttamisessa.[1] Ape4:n on huomattu tuottavan kinaasia, joka säätelee natriumin imeytymistä ja näin vaikuttaa verenpaineeseen.[6] Koska aminopeptidaasit pilkkovat aminohappoja, ne vaikuttavat ihmisen ravitsemukseen pilkkomalla ravinnosta saatuja proteiineja aminohapoiksi tai ihmisessä luonnostaan olevia proteiineja aminohapoiksi pitkittyneen ravinnonpuutteen aikana.[1]

Tehtävät hiivoissa

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ape4-proteiinin roolia virulenssissä on tutkittu laajasti. C. neoformans -hiivassa proteiinia tuottavan geenin tekeminen toimintakyvyttömäksi esti solujen kasvun 37 °C:ssa ja rajoitti monia virulenssitekijöitä, kuten fosfolipaasin tuottoa, suojaavan kapselin muodostumista ja lääkevastustuskykyä.[2] Antibioottiresistenssi on nouseva uhka, joten uusia hoitomuotoja kehitetään taistelussa mikrobeja vastaan. Jos hoitomuodon kohde on virulenssitekijä patogeenin sijaan, niistä voitaisiin tehdä vaarattomia tai sellaisia joita ihmisen immuunijärjestelmä voisi taistella vastaan itse ilman antibiootteja.[7] C. neoformans -hiiva, jolla oli toimintakyvytön tuottogeeni, selvisi myös heikommin makrofagien sisällä ja ei aiheuttanut koe-eläinten kuolemia verrattuna verrokkiin.[2] Kun hiiva ei saa tarvitsemiaan ravinteita, Ape4 siirtyy solunesterakkulaan jossa ravinteita kierrätetään, jolloin hiiva saa ravinteensa.[2] Erityisesti typen rajattu määrä johtaa ravinteiden kierrätykseen ja proteiinin ylenmääräiseen tuottoon.[2]

Saccharomyces cerevisiae -hiivassa hajotetaan autofagosytoosin avulla soluelimiä. Hiiva käyttää autofagosytoosissa solulimasta solunesterakkulaan kulkevaa reittiä, ja Ape4 on yksi tämän reitin kuljettajaproteiineista.[8] Ape4 toimii muiden tämän reitin kuljettajaproteiinien kanssa ja tilanteessa jossa ravinteita on liian vähän, se kulkeutuu solunesterakkulaan hajottamaan soluelimiä ja näin hiiva saa tarvitsemansa ravinteet.[8]

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ a b c Artur Mucha, Marcin Drag, John P. Dalton, Paweł Kafarski: Metallo-aminopeptidase inhibitors. Biochimie, marraskuu 2010, 92. vsk, nro 11, s. 1509–1529. doi:10.1016/j.biochi.2010.04.026 Artikkelin verkkoversio.
  2. ↑ a b c d e f g Fabiano de Assis Gontijo, Amanda Teixeira de Melo, Renata C. Pascon, Larissa Fernandes, Hugo Costa Paes, J. Andrew Alspaugh: The role of Aspartyl aminopeptidase (Ape4) in Cryptococcus neoformans virulence and authophagy. PLOS ONE, 25.5.2017, nro 5, s. e0177461. doi:10.1371/journal.pone.0177461 ISSN 1932-6203 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  3. ↑ a b DNPEP - Aspartyl aminopeptidase - Homo sapiens (Human) - DNPEP gene & protein www.uniprot.org. Viitattu 26.3.2018. (englanniksi)
  4. ↑ a b c Sherwin Wilk, Elizabeth Wilk, Ronald P. Magnusson: Purification, Characterization, and Cloning of a Cytosolic Aspartyl Aminopeptidase. Journal of Biological Chemistry, 26.6.1998, nro 26, s. 15961–15970. PubMed:9632644 doi:10.1074/jbc.273.26.15961 ISSN 0021-9258 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  5. ↑ Apirat Chaikuad, Ewa S. Pilka, Antonio De Riso, Frank von Delft, Kathryn L. Kavanagh, Catherine Vénien-Bryan: Structure of human aspartyl aminopeptidase complexed with substrate analogue: insight into catalytic mechanism, substrate specificity and M18 peptidase family. BMC Structural Biology, 21.6.2012, nro 12, s. 14. doi:10.1186/1472-6807-12-14 ISSN 1472-6807 Artikkelin verkkoversio.
  6. ↑ Nicolas Markadieu, Kerri Rios, Benjamin W. Spiller, W. Hayes McDonald, Paul A. Welling, Eric Delpire: Short Forms of Ste20-related Proline/Alanine-rich Kinase (SPAK) in the Kidney Are Created by Aspartyl Aminopeptidase (Dnpep)-mediated Proteolytic Cleavage. Journal of Biological Chemistry, 17.10.2014, nro 42, s. 29273–29284. PubMed:25164821 doi:10.1074/jbc.m114.604009 ISSN 0021-9258 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
  7. ↑ François L. Mayer, James W. Kronstad: Disarming Fungal Pathogens: Bacillus safensis Inhibits Virulence Factor Production and Biofilm Formation by Cryptococcus neoformans and Candida albicans. mBio, 8.11.2017, nro 5, s. e01537–17. PubMed:28974618 doi:10.1128/mbio.01537-17 ISSN 2150-7511 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
  8. ↑ a b Masaki Yuga, Katsuya Gomi, Daniel J. Klionsky, Takahiro Shintani: Aspartyl Aminopeptidase Is Imported from the Cytoplasm to the Vacuole by Selective Autophagy in Saccharomyces cerevisiae. Journal of Biological Chemistry, 15.4.2011, nro 15, s. 13704–13713. PubMed:21343297 doi:10.1074/jbc.m110.173906 ISSN 0021-9258 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)