Metalloproteasen

Metalloproteasen, früher auch Metallopeptidasen,  sind Enzyme, die Peptidbindungen eines Proteins spalten können. Dabei wird ein Molekül Wasser verbraucht. Dieses Wassermolekül wird von einem der zwei Metallkationen in Position gehalten.

Das Metallion, welches sehr oft Zn2+ ist, ist an zum Enzym gehörenden Aminosäuren – Seitenresten gebunden.

Einer der wichtigsten menschlichen Metalloproteasen sind die Matrix – Metalloproteasen (MMPs).

Die MMPs wird in Kollagenasen, Gelatinasen und Stromelysine eingeteilt.

Kollagenasen beispielsweise sind ebenfalls Enzyme, die in der Lage sind Kollagen abzubauen.

Die Metallproteasen sind oft der Katalysator im Gewebe. Sie sind essentiell für das Metallion. Im Gewebe liegen die MMPs inaktiv vor, doch durch die Spaltung von Propeptiden werden die MMPs aktiviert. Dies hat zur Folge, dass die extrazelluläre Matrix abgebaut wird.

Experimente mit MMPs:

Im menschlichen Körper liegen 23 Matrix – Metalloproteasen vor. Sie werden als MMP1 – MMP28 aufgelistet.

Sie spielen eine wichtige Rolle beim Wundheilungsprozess, der Ovulation und Angionese. Jedoch sind sie ebenfalls an entzündlichen Prozessen sowie an den Vorgängen der Tumorzellinvasion bei verschiedenen Krebsformen beteiligt.

Zudem haben sie eine weitere Funktion bei der Prozessierung von Signalmolekülen, die da Zellverhalten steuern. Oft wird die Funktion von einem ganzen Netzwerk von MMPs ausgeführt und gleichzeitig von körpereigenen Proteaseinhibitoren gebremst. Somit gibt es immer ein Gleichgewicht im Gewebe.

Mutation dreier Matrix – Metalloproteasen sind jedoch verantwortlich für seltene Erbkrankheiten. Das Torg – Winchester – Syndrom, eine spezielle Form der Osteolyse (MMP2), zwei Dyspplasie – Formen (MMP13) und der Zahnschmelzbildungsdefekt (MMP20), sind die Folge der Mutationen.

Wissenschaftler haben mit Matrix – Metalloproteasen experimentiert. Sie haben versucht, dass Glioblastome, besonders aggressive Hirntumore, sich nicht so schnell im Gehirn verbreiten. Glioblastome manipulieren die Immunzellen im Gehirn, die eigentlich dafür da sind, Erreger fernzuhalten. Durch die Manipulation verstärken sie den Effekt aber nur und die Hirntumore, können noch schneller wachsen. Durch Metallopropeasen konnten die Manipulierten Immunzellen allerdings gestoppt werden und die Glioblastome wucherten wesentlich langsamer. Bis jetzt wurde dieses Experiment nur bei Mäusen durchgeführt und das Risiko ist immer noch zu hoch für Menschen, weil man bei weitem noch nicht so weit ist und alle Risiken und Nebenwirkungen kennt. Allerdings haben die Wissenschaftler eine Möglichkeit gefunden, Krebs – und Hirntumorzellen evtl. bei ihrem Wachstum zu hindern.

Fazit:

Metalloproteasen könnten die Zukunft der Zellforschung werden, allerdings ist bei weitem noch nicht alles darüber erforscht worden.

Mutationen können ebenfalls gefährliche Erbkrankheiten verursachen und doch hat man eine mögliche Lösung gefunden gefährliche Hirntumore bei ihrem Wachstum einzudämmen.

Metalloproteasen helfen zudem auch bei der Wundheilung, der Ovulation und der Angionese.