Mereka adalah endopeptidase yang mencerna kolagen asli di wilayah triple helix.
Kolagen adalah komponen fibrosa utama jaringan ikat ekstraseluler hewan. Kolagenase bakteri berbeda dari kolagenase vertebrata dalam hal mereka menunjukkan spesifisitas substrat yang lebih luas.
Tidak seperti kolagenase hewan yang memisahkan kolagen dalam konformasi triple helix aslinya. Kolagenase bakteri adalah unik karena dapat mendegradasi kolagen asli yang tidak larut dalam air dan yang terdenaturasi yang larut dalam air.
Itu dapat menyerang hampir semua jenis kolagen dan mampu membuat beberapa lekukan dalam wilayah triple helix.
Sejarah
Banyak dari apa yang diketahui hari ini tentang karakteristik clostridial collagenase berasal dari studi perintis pada 1950-an oleh Mandl, Seifter, Harper, dan rekan-rekan mereka, dan pekerjaan klasifikasi selanjutnya oleh Van Wart dan Bond.
Pada tahun 1959, Worthington menawarkan kolagenase komersial pertama yang diisolasi dari Clostridium histolyticum. Pada saat itu, hanya persiapan enzim mentah yang ditawarkan.
Setelah Clostridium histolyticum kolagenase pertama kali disusun oleh Mandl et al., Studi dari tahun 1950-an sampai pertengahan 1980-an menemukan bahwa beberapa kolagenase dipisahkan ada dan karakteristik dan kestabilan dari fraksi tersebut ditandai. Parsial.
Berat molekul dari tujuh kolagenase ini ditemukan bervariasi antara 68 kDa dan 130 kDa, dan diklasifikasikan sebagai Kelas I atau Kelas II, berdasarkan berbagai sifat.
Kelas-kelas ini ditemukan berbeda dalam hal aktivitas, stabilitas, dan komposisi asam amino, tetapi mereka memiliki banyak kesamaan.
Sampai tahun 1962, sebagian besar minat pada kolagenase terfokus pada kolagenase klostridial. Pada tahun tersebut, Gross dan Lapiere memperoleh bukti adanya kolagenase pada media kultur jaringan kecebong katak, yang merupakan penemuan kolagenase vertebrata pertama.
Setelah penemuan ini, sejumlah besar kolagenase ditemukan dalam kehidupan laut, bakteri lain, amfibi, dan mamalia.
Studi lain tentang kolagenase dari manusia dan sumber mamalia lainnya telah dilaporkan, dan terus dipelajari secara aktif untuk lebih memahami patologi dan pengobatan penyakit manusia.
Yang menarik adalah hubungan antara kolagenase dan rheumatoid arthritis, metastasis, debridement luka, pengobatan herniasi diskus, angiogenesis, perbaikan jaringan, dan sirosis.
Kekhususan
Situs hiperreaktif di mana enzim Kelas I dan Kelas II awalnya menyerang ketiga jenis kolagen diidentifikasi oleh French et al. Situs pembelahan semuanya berada pada hubungan Yaa-Gly dalam urutan pengulangan kolagen Gly-X.
Kemampuan kolagenase clostridial untuk mencerna kolagen triple helix asli I, II dan III dalam campuran peptida kecil adalah faktor pembeda utama mereka. Hal ini dicapai dengan membuat beberapa pemisahan dalam heliks rangkap tiga. Pencernaan diselesaikan dengan menghidrolisis fragmen-fragmen ini menjadi campuran peptida kecil.
Sebaliknya, kolagenase vertebrata memulai kolagenolisis dengan membuat pembelahan tunggal pada tiga rantai alfa, setelah itu serangan pada rantai alfa tersebut sangat terbatas. Gelatinase dan protease lain kemudian melakukan kolagenolisis hanya setelah denaturasi heliks rangkap tiga.
Karakteristik molekul
Kolagenase diproduksi oleh dua gen yang terpisah dan berbeda di Clostridium histolyticum. Kedua gen telah dikloning dan diurutkan. col G gen kode untuk tipe I kolagenase, sebuah 936 amino peptida asam.
col H gen kode untuk jenis kolagenase II, sebuah 1021 amino peptida asam. Gen ini berbagi identitas 72%, dan protein berbagi identitas 43%.
Kedua produk gen dapat hadir sebagai dua atau lebih isoform yang berbeda dalam berat molekul. Oleh karena itu, campuran kolagenase kasar dapat mengandung enam sampai delapan spesies dengan berat molekul yang berbeda berkisar antara 68 sampai 130 kDa.
Studi spesifisitas substrat telah menunjukkan bahwa gen al G lebih memilih substrat alami seperti kolagen utuh, dibandingkan dengan colProducto dari kontras gen H , produk gen al H lebih disukai bertindak pada substrat sintetis pendek (FALGPA) mengenai produk dari gen al G
Komposisi
Kolagenase Clostridium mewakili metalloprotease yang luar biasa besar, keluarga protease yang berbagi motif yang mengandung seng di tengah situs aktif.
Nomor akses protein:
Q9X721 (ColG, Teoritis).
Q46085 (ColH, Teoritis).
Klasifikasi CATH (v. 3.2.0):
Kelas: Terutama beta.
Topologi: Gulungan gelatin.
Berat molekul: 68-130 kDa.
PH Optimal: 6,3-8,5.
Titik isoelektrik
5.63 (ColG, teoritis).
5.58 (ColH, Teoritis).
Koefisien kepunahan:
159,970 cm -1 M -1 (ColG, teoritis).
150.130 cm -1 M -1 (ColH, teoritis).
E 1%, 280 = 13,20 (ColG, Teoritis).
E 1%, 280 = 13,40 (ColH, Teoritis).
Aktivator:
Ca2 + .
Zn2 + .
Inhibitor:
EDTA, EGTA.
Sistein, histidin.
DTT.
2-merkaptoetanol.
atau -fenantrolin.
Hg 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ , Cu 2+ .
Tidak dihambat oleh DFP atau serum.
Kolagenase juga dihambat oleh α2 – macroglobulin, besar plasma glikoprotein Nagase et al. dan Stricklin dan Welgus melaporkan inhibitor kolagenase alami.
Enzim kulit manusia dihambat oleh serum manusia, tetapi kolagenase granulosit tidak. Serum manusia mengandung alpha 2 macroglobulin dan alpha 1 -antitrypsin yang dapat menghambat kolagenase tertentu, serta inhibitor ketiga yang dilaporkan oleh Woolley et al.
Kolagenase A juga telah terbukti fotoaktif dengan adanya metilen biru.
Kegunaan
Isolasi adiposit, hepatosit, dan sel dari paru-paru, epitel, dan jaringan adrenal.
Isolasi kardiomiosit dan sel-sel tulang, tulang rawan, otot, tiroid dan endotelium.
Isolasi payudara dan berbagai jaringan lunak lainnya.
Isolasi sel pulau pankreas manusia dan babi.
Perawatan jaringan dengan kolagenase kasar, dengan campuran aktivitas proteolitiknya, memberikan pencernaan yang lembut dan selektif dari matriks antar sel dengan sedikit kerusakan pada sel atau hilangnya viabilitas.
Collagenase AFA cocok untuk aplikasi yang perlu menghindari masuknya patogen yang berasal dari hewan dalam prosedur bioproses.