Grancima B
| Grancima B | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 3.4.21.79 | ||||||||
| Número CAS | 143180-74-9 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| |||||||||
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.[1] 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
[editar | editar a fonte]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.[2] É un dos grancimas máis abondosos, dos cales hai cinco distintos en humanos e 10 no rato.[1] 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.[3]
O encima está inicialmente en forma de cimóxeno precursor inactivo, que ten unha secuencia peptídica amino terminal adicional.[3] Esta secuencia é cortada e separada pola catepsina C, eliminando dous aminoácidos.[4] A catepsina H tamén activa a grancima B.[2]
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.[2]
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.[5] O grancima B é activo a pH neutro e, polo tanto, está inactivo 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.[4]
Entrega á célula diana
[editar | editar a fonte]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.[3] Tamén se cre que a Hsp-70 colabora na entrada da grancima B na célula.[5][6]
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.[2]
Mediación da apoptose
[editar | editar a fonte]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.[1] 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.[7]
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.[1]
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.[2]
A grancima B pode igualmente xerar un nivel citotóxico de especies reactivas do oxíxeno mitocondriais para ser mediadora da morte celular.[8] 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.[4]
Dianas
[editar | editar a fonte]Núcleo
[editar | editar a fonte]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.[1]
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.[9]
Matriz extracelular
[editar | editar a fonte]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.[1] Fragmentos de fibronectina poden atraer neutrófilos e estimular a expresión de mealoproteinases de matiz (MMP) nos condrocitos.[5] Os basófilos segregan grancima B para degradar contactos células endoteliais-células permitindo a extravasación cara a sitios de inflamación.[6]
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).[10]
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.[10]
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.[10]
Regulación das células T
[editar | editar a fonte]A grancima B segrégana as células T regulatorias (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.[1]
Inhibidores
[editar | editar a fonte]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.[2] 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.[11] A grancima M pode tamén clivar PI-9 no núcleo e citoplasma para levantar a inhibición da grancima B.[2] A proteína L4-100K de adenovirus pode tamén inhibir a grancima B ao unirse a exositios e petos de unión específicos.[3] 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.[9]
Papel en doenzas
[editar | editar a fonte]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.[5] 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.[5][12]
A grancima B libérase con perforina desde as células T CD8+ e pode causar o rexeitamento de trasplantes 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.[5] 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. O debilitamento da cuberta fibrosa das placas ateromatosas por apoptose de células musculares lisas foi tamén ligado á grancima B.[13]
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 [14]) e/ou trastornos inflamatorios crónicos relacionados coa idade, como o fotoenvellecemento, aneurisma, aterosclerose, doenza pulmonar obstrutiva crónica, dexeneración macular etc. (revisado en [15]). En moitas destas condicións, demostráronse probas de concepto por medio do uso de modelos experimentais, estratexias xenéticas ou farmacolóxicas.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Afonina IS, Cullen SP, Martin SJ (maio de 2010). "Cytotoxic and non-cytotoxic roles of the CTL/NK protease granzyme B". Immunological Reviews 235 (1): 105–16. PMID 20536558. doi:10.1111/j.0105-2896.2010.00908.x.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Rousalova I, Krepela E (decembro de 2010). "Granzyme B-induced apoptosis in cancer cells and its regulation (review)". International Journal of Oncology 37 (6): 1361–78. PMID 21042704. doi:10.3892/ijo_00000788.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Kurschus FC, Jenne DE (maio de 2010). "Delivery and therapeutic potential of human granzyme B". Immunological Reviews 235 (1): 159–71. PMID 20536562. doi:10.1111/j.0105-2896.2010.00894.x.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Wowk ME, Trapani JA (xullo de 2004). "Cytotoxic activity of the lymphocyte toxin granzyme B". Microbes and Infection 6 (8): 752–8. PMID 15207822. doi:10.1016/j.micinf.2004.03.008. Erro no estilo Vancouver: wikilink (Axuda)
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Boivin WA, Cooper DM, Hiebert PR, Granville DJ (novembro de 2009). "Intracellular versus extracellular granzyme B in immunity and disease: challenging the dogma". Laboratory Investigation; A Journal of Technical Methods and Pathology 89 (11): 1195–220. PMC 7102238. PMID 19770840. doi:10.1038/labinvest.2009.91.
- ↑ 6,0 6,1 Cullen SP, Brunet M, Martin SJ (abril de 2010). "Granzymes in cancer and immunity". Cell Death and Differentiation 17 (4): 616–23. PMID 20075940. doi:10.1038/cdd.2009.206.
- ↑ Waterhouse NJ, Sedelies KA, Trapani JA (febreiro de 2006). "Role of Bid-induced mitochondrial outer membrane permeabilization in granzyme B-induced apoptosis". Immunology and Cell Biology 84 (1): 72–8. PMID 16405654. doi:10.1111/j.1440-1711.2005.01416.x.
- ↑ Choy JC (abril de 2010). "Granzymes and perforin in solid organ transplant rejection". Cell Death and Differentiation 17 (4): 567–76. PMID 19876069. doi:10.1038/cdd.2009.161.
- ↑ 9,0 9,1 Waterhouse NJ, Trapani JA (setembro de 2007). "H is for helper: granzyme H helps granzyme B kill adenovirus-infected cells". Trends in Immunology 28 (9): 373–5. PMID 17766182. doi:10.1016/j.it.2007.08.001.
- ↑ 10,0 10,1 10,2 Hiebert PR, Granville DJ (decembro de 2012). "Granzyme B in injury, inflammation, and repair". Trends in Molecular Medicine 18 (12): 732–41. PMID 23099058. doi:10.1016/j.molmed.2012.09.009.
- ↑ Kaiserman D, Bird PI (abril de 2010). "Control of granzymes by serpins". Cell Death and Differentiation 17 (4): 586–95. PMID 19893573. doi:10.1038/cdd.2009.169.
- ↑ Darrah E, Rosen A (abril de 2010). "Granzyme B cleavage of autoantigens in autoimmunity". Cell Death and Differentiation 17 (4): 624–32. PMC 3136751. PMID 20075942. doi:10.1038/cdd.2009.197.
- ↑ Saito Y, Kondo H, Hojo Y (marzo de 2011). "Granzyme B as a novel factor involved in cardiovascular diseases". Journal of Cardiology 57 (2): 141–7. PMID 21168312. doi:10.1016/j.jjcc.2010.10.001.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]Ligazóns externas
[editar | editar a fonte]- Granzyme B Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
