ميتالوبروتينيز

الميتالوبروتياز ، أو الميتالوبروتياز ، هو أي إنزيم بروتياز تتضمن آلية تحفيزه وجود معدن . ومن الأمثلة على ذلك ADAM12 الذي يلعب دورًا هامًا في اندماج الخلايا العضلية أثناء نمو الجنين، في عملية تُعرف باسم تكوين العضلات .

تتطلب معظم البروتيازات المعدنية الزنك ، بينما يستخدم بعضها الكوبالت . يرتبط أيون المعدن بالبروتين عبر ثلاثة روابط . وتتنوع هذه الروابط لتشمل الهيستيدين ، والغلوتامات ، والأسبارتات ، والليسين ، والأرجينين . أما موقع الارتباط الرابع فيشغله جزيء ماء غير مستقر .

يؤدي العلاج بعوامل الاستخلاب مثل EDTA إلى تعطيل كامل. EDTA هو عامل استخلاب للمعادن يزيل الزنك، وهو عنصر أساسي للنشاط. كما يتم تثبيطها بواسطة عامل الاستخلاب أورثوفينانثرولين .

يوجد نوعان فرعيان من الميتالوبروتياز:

• الإكسوببتيداز ، ميتالوإكسوببتيداز ( رقم EC : 3.4.17).
• الإندوببتيدازات ، الإندوببتيدازات المعدنية (3.4.24). تشمل الإندوببتيدازات المعدنية المعروفة بروتينات ADAM والميتالوبروتيازات المصفوفية ، والميتالوبروتيازات M16 مثل إنزيم تحطيم الأنسولين وبروتياز التسلسل الأولي ^{[ 1 ] [ 2 ]}

في قاعدة بيانات MEROPS، تُصنَّف عائلات الببتيداز حسب نوعها التحفيزي، حيث يُمثِّل الحرف الأول هذا النوع: A، حمض الأسبارتيك؛ C، السيستين ؛ G، حمض الجلوتاميك؛ M، ميتالو؛ S، السيرين ؛ T، الثريونين ؛ وU، غير معروف. تستخدم ببتيدازات السيرين والثريونين والسيستين الحمض الأميني ككاشف نيوكليوفيلي وتُشكِّل وسيطًا أسيليًا - كما يمكن لهذه الببتيدازات أن تعمل بسهولة كناقلات . أما في حالة ببتيدازات الأسبارتيك والجلوتاميك والميتالوببتيداز، فإن الكاشف النيوكليوفيلي هو جزيء ماء مُنشَّط. في كثير من الأحيان، قد يفقد الطي البروتيني البنيوي الذي يُميِّز العشيرة أو العائلة نشاطه التحفيزي، ولكنه يحتفظ بوظيفته في التعرُّف على البروتينات وربطها .

تُعدّ البروتيازات المعدنية الأكثر تنوعًا بين أنواع البروتيازات الأربعة الرئيسية، حيث تم تصنيف أكثر من 50 عائلة منها حتى الآن. في هذه الإنزيمات، يقوم كاتيون ثنائي التكافؤ ، عادةً الزنك، بتنشيط جزيء الماء. ويرتبط أيون المعدن في مكانه بواسطة روابط من الأحماض الأمينية ، وعادةً ما يكون عددها ثلاثة. تشمل الروابط المعدنية المعروفة الهيستيدين، والغلوتامات، والأسبارتات، والليسين، ويلزم وجود حمض أميني آخر على الأقل للتحفيز، والذي قد يلعب دورًا محبًا للإلكترونات. من بين البروتيازات المعدنية المعروفة، يحتوي حوالي نصفها على وحدة HEXXH، والتي أظهرت الدراسات البلورية أنها تُشكّل جزءًا من موقع ارتباط المعدن. ^{[ 3 ]} يُعدّ النمط HEXXH شائعًا نسبيًا، ولكن يمكن تحديده بدقة أكبر في البروتيازات المعدنية على أنه 'abXHEbbHbc'، حيث يكون 'a' غالبًا فالين أو ثريونين ويُشكّل جزءًا من الموقع الفرعي S1' في الثيرموليسين والنيبريليسين ، و'b' بقايا غير مشحونة، و'c' بقايا كارهة للماء . ^{[ 4 ]} لا يوجد البرولين أبدًا في هذا الموقع، ربما لأنه سيُخلّ بالبنية الحلزونية التي يتخذها هذا النمط في البروتيازات المعدنية. ^{[ 3 ]}

تُعدّ الميتالوببتيدازات من عائلة M48 بروتينات غشائية متكاملة مرتبطة بالشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي، حيث ترتبط كل وحدة فرعية منها بأيون زنك واحد . تشمل هذه الإندوببتيدازات بروتين CAAX prenyl protease 1، الذي يُزيل بروتيازياً الأحماض الأمينية الثلاثة الطرفية C من البروتينات المُفارنيزيلية .

توجد مثبطات الميتالوبروتينيز في العديد من الكائنات البحرية، بما في ذلك الأسماك ورأسيات الأرجل والرخويات والطحالب والبكتيريا. ^{[ 5 ]}

تشمل أفراد عائلة الميتالوببتيداز M50: بروتين ربط عنصر تنظيم الستيرول في الثدييات (SREBP) الموقع 2 بروتياز و Escherichia coli EcfE، وبروتين التبوغ في المرحلة الرابعة FB.

• ميتالوبروتينيز المصفوفة
• خريطة التحلل البروتيني

• قاعدة بيانات MEROPS الإلكترونية للببتيدازات ومثبطاتها: الببتيدازات المعدنية ( مؤرشفة بتاريخ 4 أبريل 2017 على موقع Wayback Machine)
• الميتالوبروتيازات في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• بروتيوبيديا: الميتالوبروتيازات