Katepsin S

Katepsin S, poznat i kao CTSS, je enzimski protein koji je kod čovjeka kodiran sa lokus gena CTSS.^[5]

CTSS
Dostupne strukture PDB Pretraga ortologa: PDBe RCSB Spisak PDB ID kodova 1GLO, 1MS6, 1NPZ, 1NQC, 2C0Y, 2F1G, 2FQ9, 2FRA, 2FRQ, 2FT2, 2FUD, 2FYE, 2G6D, 2G7Y, 2H7J, 2HH5, 2HHN, 2HXZ, 2OP3, 2R9M, 2R9N, 2R9O, 3IEJ, 3KWN, 3MPE, 3MPF, 3N3G, 3N4C, 3OVX, 4P6E, 4P6G
Identifikatori
Aliasi	CTSS, entrez:1520, katepsin S
Vanjski ID-jevi	OMIM: 116845 MGI: 107341 HomoloGene: 20867 GeneCards: CTSS
Lokacija gena (čovjek) Hrom. Hromosom 1 (čovjek)[1] Bend 1q21.3 Početak 150,730,079 bp[1] Kraj 150,765,957 bp[1]
Lokacija gena (miš) Hrom. Hromosom 3 (miš)[2] Bend 3 F2.1|3 40.74 cM Početak 95,434,097 bp[2] Kraj 95,463,714 bp[2]
Obrazac RNK ekspresije Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena Molekularna funkcija • fibronectin binding • cysteine-type peptidase activity • collagen binding • GO:0070122 peptidase activity • cysteine-type endopeptidase activity • laminin binding • hydrolase activity • proteoglycan binding • serine-type endopeptidase activity Ćelijska komponenta • intracellular membrane-bounded organelle • extracellular region • endolysosome lumen • lysosomal lumen • Lizozom • Vanćelijsko • tertiary granule lumen • ficolin-1-rich granule lumen • collagen-containing extracellular matrix • late endosome Biološki proces • positive regulation of cation channel activity • antigen processing and presentation • adaptive immune response • antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen via MHC class II • protein processing • extracellular matrix disassembly • Proteoliza • toll-like receptor signaling pathway • antigen processing and presentation of peptide antigen • GO:0046730, GO:0046737, GO:0046738, GO:0046736 Imuni odgovor • cellular response to thyroid hormone stimulus • collagen catabolic process • proteolysis involved in cellular protein catabolic process • basement membrane disassembly • response to acidic pH • neutrophil degranulation Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
Vrste	Čovjek	Miš
Entrez	1520	13040
Ensembl	ENSG00000163131	ENSMUSG00000038642
UniProt	P25774	O70370
RefSeq (mRNK)	NM_004079 NM_001199739	NM_001267695 NM_021281
RefSeq (bjelančevina)	NP_001186668 NP_004070	NP_001254624 NP_067256
Lokacija (UCSC)	Chr 1: 150.73 – 150.77 Mb	Chr 3: 95.43 – 95.46 Mb
PubMed pretraga	[3]	[4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek Pogledaj/uredi – miš

Protein kojeg kodira ovaj gen, član je porodice peptidaza C1, lizosomne cistein proteaze, koji mogu sudjelovati u razgradnji antigenih proteina do peptida za prezentaciju na molekulama MHC klase II. Kodirani protein može funkcionirati kao elastaza u širokom rasponu pH u plućmim alveolskim makrofagima. Postoje varijante transkripta koje koriste alternativne poliadenilacijske signale koji postoje za ovaj gen.^[5][6]

Funkcija

Katepsin S je lizosomni enzim koji pripada porodici cistein proteaza papaina. Dok je njegova ulogu u prezentaciji antigen odavno prepoznata, sada se shvatilo da katepsin S ima ulogu u svrabu i bolu ili nocicepcijama. Rezultati istraživanja njegove u zarazama, ukazuju da katepsin S funkcionira kao signalna molekula, koja preko aktivacije proteaze aktivira receptore 2 i 4 člana porodice G-protein spregnutih receptora.^{[7][8] [9][10][11][12]}

Katepsin S se u ćelijama izražava kao antigen, uključujući makrofage, B-limfocite, dendritske ćelije i mikrogliju. Katepsin S se ispoljava i u nekim m epitelnim ćelijama. Njegova ekspresija se znatno povećava u ljudskom keratinocitima sljedeći stimulaciju sa interferona-gama, koja je povišena u psorijaznim keratinocitima, zbog stimulacije proinflamatornog faktora. Nasuprot tome, epitelne ćelije kortikalnog timusa ne iispoljavaju prisustvo katepsina S.

Dok je optimum pH mnogih lizosomnih proteaza u zoni kiselosti, katepsin S je izuzetak. Ovaj enzim ostaje katalitski aktivan pod neutralnim pH, a optimum je između pH vrijednosti 6,0 i 7,5. Mnoge lizosomne proteaza su zarobljeni unutar lizosoma, zbog problema sa stabilnosti. Nasuprot tome, katepsin S ostaje stabilan i ima fiziološku ulogu izvan lizosoma. Imune ćelije, uključujući i makrofage i mikrogliju, luče katepsin S kao odgovor na upalne medijatore, uključujući lipopolisaharide, proinflamatorne citokin i neutrofile. In vitro, katepsin S zadržava neke aktivnosti enzima u prisustvu 3M ureje. Katepsin S se proizvodi kao zimogen i obradom se aktivira.

Aktivnost katepsin S je čvrsto regulirana njegovim endogenim inhibitorom, cistatinom C, koji također ima ulogu u prezentaciji antigena. Cistatin A i B su manje aktivni u odnosu na cistatin C.

Aktivna mjesta razlaganja katepsina S su – (– Val – Val –Arg–) –, a treba da imaju najmanje dvije aminokiseline koje ga okružuju sa svake strane.

Dok aizosomne proteaza smrtno razgrađuju proteine u lizoaomima, katepsin S ima vlastitu prepoznatljivu fiziološku ulogu.^[7][12][13]

Uloga u prezentaciji antigena

Ovaj enzim ima ključnu ulogu u prezentaciji antigena. Glavni kompleks histokompatibilnosti, kompleks molekula klase II, u interakciji s malim fragmentima peptidea za prezentaciju na površini antigene prezentacije imunih ćelija. Katepsin S učestvuje u degradaciji invarijantnih ili drugih lanaca koji inhibiraju antigenski kompleks. Ova degradacija se javlja u lizosomima. Hronološki, akcija katepsina S prati dvije podjele aspartil proteaza . Katepsin S cijepa preostali fragment Ii (IiP1) i ostavlja mali dio Ii poznat kao CLIP koji ostaje direktno povezan sa složenim.^[14][15]

Proteolitska degradacija Ii je važno jer olakšava odvajanje od CLIP od MHC II, a onda, kompleks može učitati odabrani antigen. Nakon ubacivanja antigena, molekula MHC II prelazi na površinu ćelije. Stoga, možemo nagađati da prekomjerna aktivnost katepsin S može dovesti do prerane degradacije Ii, povremeno opterećenje MHC II i autoimunih napada. Naprotiv, inhibicija katepsina S će dovesti do kašnjenja u degradaciju Ii i antigena u MHC II, kao i neprikladno prisustvo nerazloženog Li-fragmenta u MHC II na površini ćelije. To će umanjiti i oslabiti imuni odgovor. Naprimjer, ova vrsta MHC II neće moći vrlo efikasno izazvati proliferaciju T-ćelija.

U makrofagima, katepsin S može biti zamijenjen katepsinom F.

Uloga u degradaciju ECM

Izlučeni katepsin S cijepa neke ekstracelularne matrikse (ECM) proteina. Može se smatrati najpotentnijom poznatom elastazom. Lista predloženih podloga katepsina S uključuje laminin, fibronektinski elastin, osteokalcin i neke kolagene. Također cijepa hondroitin sulfat, heparan sulfat i proteoglikan bazne membrane. Katepsin S ima aktivnu ulogu u propusnosti krvnih sudova i i angiogenezi, zbog svoje elastolitske kolagenolitske aktivnosti. Naprimjer, cijepanje laminina-5 katepsinom S dovodi do generiranja proangiogenik peptida. Ispoljavanje katepsina S može biti izazvano proupalnim faktorima koje luči ćelije tumora. U tumorigenezi, katepsin S promovira rast tumora.

Klinički značaj

Katepsin S se pokazao da može biti značajan prognostički faktor za pacijente sa tipom IV astrocita (glioblastoma multiforme), a inhibicija je pokazala napredak u dužini preživljavanja od prosjeka, više od 5 mjeseci. To je zato što cisteinski enzimi više ne mogu djelovati zajedno s drugim proteazama i razlažu vanćelijski matriks mozga. Dakle, širenje tumora se zaustavlja. Naučnici su upravo objavili da ovaj enzim predviđa smrt, kao što se pokazalo da je povezan i sa bolestima srca i rakom.^[16]

Također pogledajte

• Enzim
• Katepsin