Эластаза нейтрофилов

Эластаза нейтрофилов
Доступные структуры PDB Поиск ортологов: PDBe RCSB Список идентификаторов PDB 1B0F, 1H1B, 1HNE, 1PPF, 1PPG, 2RG3, 2Z7F, 3Q76, 3Q77, 4NZL, 4WVP, 5A09, 5A0A, 5A0B, 5A0C, 5ABW
Идентификаторы
Псевдонимы	ELANE, ELA2, GE, HLE, HNE, NE, PMN-E, SCN1, elastase, neutrophil expressed
Внешние ID	OMIM: 130130 MGI: 2679229 HomoloGene: 20455 GeneCards: ELANE
Расположение гена (человек) Хр. 19-я хромосома человека[1] Локус 19p13.3 Начало 851,014 bp[1] Конец 856,247 bp[1]
Расположение гена (Мышь) Хр. 10-я хромосома мыши[2] Локус 10 C1|10 39.72 cM Начало 79,722,081 bp[2] Конец 79,724,049 bp[2]
Паттерн экспрессии РНК Bgee Человек Мышь (ортолог) Наибольшая экспрессия в apex of heart upper lobe of left lung Наибольшая экспрессия в tibiofemoral joint fetal liver hematopoietic progenitor cell body of femur ankle joint Ileal epithelium Дополнительные справочные данные BioGPS Дополнительные справочные данные
Генная онтология Молекулярная функция transcription corepressor activity heparin binding endopeptidase activity protease binding peptidase activity связывание с белками плазмы serine-type peptidase activity гидролазная активность cytokine binding serine-type endopeptidase activity Компонент клетки цитоплазма transcription repressor complex secretory granule внеклеточная область поверхность клетки экзосома внеклеточное пространство azurophil granule lumen specific granule lumen collagen-containing extracellular matrix Биологический процесс response to yeast positive regulation of MAP kinase activity negative regulation of chemotaxis cellular calcium ion homeostasis extracellular matrix disassembly acute inflammatory response to antigenic stimulus negative regulation of transcription by RNA polymerase II defense response to fungus протеолиз response to lipopolysaccharide positive regulation of immune response protein catabolic process defense response to bacterium Фагоцитоз neutrophil-mediated killing of fungus negative regulation of inflammatory response response to UV leukocyte migration positive regulation of smooth muscle cell proliferation leukocyte migration involved in inflammatory response positive regulation of leukocyte tethering or rolling antimicrobial humoral response neutrophil degranulation Источники: Amigo, QuickGO
Ортологи Вид Человек Мышь Entrez 1991 50701 Ensembl ENSG00000277571 ENSG00000197561 ENSMUSG00000020125 UniProt P08246 Q3UP87 RefSeq (мРНК) NM_001972 NM_015779 RefSeq (белок) NP_001963 NP_056594 Локус (UCSC) Chr 19: 0.85 – 0.86 Mb Chr 10: 79.72 – 79.72 Mb Поиск по PubMed Искать[3] Искать[4]
Информация в Викиданных
Смотреть (человек) Смотреть (мышь)

Эластаза нейтрофилов (КФ 3.4.21.37) — фермент семейства сериновых протеаз. Продукт гена человека ELANE. Входит в суперсемейство химотрипсина и обладает широким спектром субстратов. Эта эластаза секретируется нейтрофилами и макрофагами во время воспалительной реакции и способна разрушать бактерии и ткани организма^[5]. Благодаря необычно высокой аффинности к ДНК эластаза нейтрофилов локализуется в особых нейтрофильных внеклеточных ловушках, образующихся в ходе разрушения нейтрофилов при воспалении^[6].

Как и другие сериновые протеазы эластаза нейтрофилов содержит каталитическую триаду из гистидина, аспарагиновой кислоты и серина, которые расположены далеко друг от друга в первичной последовательности и образуют триаду только в ходе сборки третичной структуры белка. Ген белка ELA2 состоит из 5 экзонов. Эластаза нейтрофилов функционально близка к другим цитотоксоческим иммунным сериновым протеазам, таким как гранзимы и катепсин G. В меньшей степени схожа с эластазой CELA1^[6].

Эластаза нейтрофилов состоит из 218 аминокислот и содержит две углеводородные цепи. Существует две формы белка IIa и IIb. В клетках она находится в цитоплазматичских азурофильных гранулах

Ген

У человека эластаза нейтрофилов является продуктом гена ELANE, расположенным на 9-й хромосоме^[7].

Функции

Эластазы образуют подсемейство сериновых протеаз, которые гидролизуют множество белков в дополнение к собственно эластину. У человека есть 6 генов, которые кодируют структурно похожие белки эластазы 1, 2, 2A, 2B, 3A и 3B. Эластаза нейтрофилов гидролизует белки в особых лизосомах нейтрофилов, называемых азурофильные гранулы, а также белки внеклеточного матрикса, когда фермент секретируется из клетки при активации нейтрофилов. Эластаза нейтрофилов может играть роль в дегенеративных и воспалительных заболеваниях, так как способна протеолизировать коллаген-IV и эластин внеклеточного матрикса. Фермент разрушает протеин A (OmpA) внешней мембраны E. coli, а также факторы вирулентности таких бактерий, как Shigella, Salmonella и Yersinia^[8].

Роль в клинике

Эластаза нейтрофилов является важной протеазой и нарушение её экспрессии может приводить к эмфиземе или эмфизематозным нарушениям. При этом разрушается лёгочная ткань и расширяется воздушное пространство лёгких. Мутации гена белка ассоциированы с циклической нейтропенией и тяжёлой наследственной нейтропенией. Ген эластазы расположен в кластере с другими сериновыми протеазами азуросидином 1 (AZU1) и протеиназой 3 (PRTN3), экспрессия и упаковка в азурофильные гранузы которых координирована в ходе дифференциации нейтрофилов^[9].

Ингибиторы

Для минимизации потенциального повреждения тканей эластазой в организме существует несколько ингибиторов этого фермента. Одна группа ингибиторов относится к серпинам^[10]. Эластаза нейтрофилов связывается с альфа-2 антиплазмином из семейства серпинов^[11][12].

См. также

• Эластазы

Примечания

1. ENSG00000197561 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000277571, ENSG00000197561 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000020125 - Ensembl, May 2017
3. Ссылка на публикацию человека на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
4. Ссылка на публикацию мыши на PubMed:  (неопр.) Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
5. Belaaouaj A, Kim KS, Shapiro SD (August 2000). "Degradation of outer membrane protein A in Escherichia coli killing by neutrophil elastase". Science. 289 (5482): 1185–8. doi:10.1126/science.289.5482.1185. PMID 10947984.
6. Thomas MP, Whangbo J, McCrossan G, Deutsch AJ, Martinod K, Walch M, Lieberman J (June 2014). "Leukocyte protease binding to nucleic acids promotes nuclear localization and cleavage of nucleic acid binding proteins". J. Immunol. 192 (11): 5390–7. doi:10.4049/jimmunol.1303296. PMC 4041364. PMID 24771851.
7. Takahashi H, Nukiwa T, Yoshimura K, Quick CD, States DJ, Holmes MD, Whang-Peng J, Knutsen T, Crystal RG (October 1988). "Structure of the human neutrophil elastase gene". J. Biol. Chem. 263 (29): 14739–47. PMID 2902087. Архивировано из оригинала 24 июля 2008. Дата обращения: 3 сентября 2020.
8. Weinrauch Y, Drujan D, Shapiro SD, Weiss J, Zychlinsky A (May 2002). "Neutrophil elastase targets virulence factors of enterobacteria". Nature. 417 (6884): 91–4. doi:10.1038/417091a. PMID 12018205.
9. Entrez Gene: ELA2 elastase 2, neutrophil  (неопр.).
10. Korkmaz B, Horwitz MS, Jenne DE, Gauthier F (December 2010). "Neutrophil elastase, proteinase 3, and cathepsin G as therapeutic targets in human diseases". Pharmacol. Rev. 4 (62): 726–59. doi:10.1124/pr.110.002733. PMC 2993259. PMID 21079042.
11. Brower MS, Harpel PC (August 1982). "Proteolytic cleavage and inactivation of alpha 2-plasmin inhibitor and C1 inactivator by human polymorphonuclear leukocyte elastase". J. Biol. Chem. 257 (16): 9849–54. PMID 6980881.
12. Shieh BH, Travis J (May 1987). "The reactive site of human alpha 2-antiplasmin". J. Biol. Chem. 262 (13): 6055–9. PMID 2437112.

Литература

• Dale DC, Liles WC, Garwicz D, Aprikyan AG (2001). "Clinical implications of mutations of neutrophil elastase in congenital and cyclic neutropenia". J. Pediatr. Hematol. Oncol. 23 (4): 208–10. doi:10.1097/00043426-200105000-00005. PMID 11846296.
• Horwitz M, Benson KF, Duan Z, Person RE, Wechsler J, Williams K, Albani D, Li FQ (2003). "Role of neutrophil elastase in bone marrow failure syndromes: molecular genetic revival of the chalone hypothesis". Curr. Opin. Hematol. 10 (1): 49–54. doi:10.1097/00062752-200301000-00008. PMID 12483111.
• Ancliff PJ, Gale RE, Linch DC (2003). "Neutrophil elastase mutations in congenital neutropenia". Hematology. 8 (3): 165–71. doi:10.1080/1024533031000107497. PMID 12745650.
• Horwitz M, Benson KF, Duan Z, Li FQ, Person RE (2004). "Hereditary neutropenia: dogs explain human neutrophil elastase mutations". Trends Mol Med. 10 (4): 163–70. doi:10.1016/j.molmed.2004.02.002. PMID 15059607.

Ссылки

• Липопротеинлипаза в липидном метаболизме (англ.)
• Институт математических проблем биологии РАН: Липопротеидлипазы: введение