Etiketter

tisdag 21 oktober 2014

MMP-2 inhibiittori. Matrixproteiinit muiden ECM proteiinien joukossa. Mikä verkosto!

Tämä  hyvä artikkeli  löytyi  hakuyrityksellä Tenascins in osteoporosis" 21.10.2014

Suomennosta.
LÄHDE:
Leung K. 68Ga-1,4,7-Triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid-c(RGDfK)-human serum albumin-tissue inhibitor of matrix metalloproteinase 2 fusion protein.
 Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD) [Internet]. Bethesda (MD): National Center for Biotechnology Information (US); 2004-2013..  2012 Feb 14 [updated 2012 May 24].

Poiminto. Excerpt

  •  Extrasellulaarimatrixin (ECM)  adheesiomolekyylit (CAM) käsittävät  monimutkaisen verkoston., johon osallistuu  fibronektiinejä (FN), kollageenejä (COL), kondroitiineja, laminiineja, glykoproteiineja (gp), heparaansulfaattia(HS), tenaskiineja (TN) ja proteoglykaaneja (PG), jotka ympäröivät sidekudossoluja ja niitä  erittää pääasiassa  fibroblastit, kondroblastit ja ostoblastit.
Extracellular matrix (ECM) adhesion molecules consist of a complex network of fibronectins, collagens, chondroitins, laminins, glycoproteins, heparin sulfate, tenascins, and proteoglycans that surround connective tissue cells, and they are mainly secreted by fibroblasts, chondroblasts, and osteoblasts (1).
  •  Soluadheesiomolekyylejä pidetään solun migraatiolle välttämättöminä säätelijöinä, samoin  ne ovat välttämättömiä differentiaation, kudosintegriteetin ja remodelaation  säätelijöinä.  Nämä adheesiomolekyylit  omaavat osaa  tulehduksessa ja aterogeneesissä, mutta myös pahanlaatuisten solujen  invasoitumisessa ja metastasoitumssessa isäntäkehossa. 
Cell substrate adhesion molecules (CAM)  are considered essential regulators of cell migration, differentiation, and tissue integrity and remodeling. These molecules play a role in inflammation and atherogenesis, but they also participate in the process of invasion and metastasis of malignant cells in the host tissue (2).

(Kommentti: ESIMERKKI  soluadheesiomolekyyleistä CAM  http://www.nature.com/emm/journal/v44/n7/images/emm201247f1.jpg Cell adhesion molecules (CAMs) are involved in cell-cell and cell-extracellular matrix binding. The major classes of cell adhesion molecules are the integrins, cadherins, selectins and the immunoglobulin superfamily (N-CAM, ICAM, VCAM etc). In addition to their adhesive functions, cell adhesion molecules modulate signal transduction pathways by interacting with molecules such as receptor tyrosine kinases, Rho-GTPase and components of the Wnt signaling pathway.)
  • TUUMORISOLUT kiinnittyvät  extrasellulaariseen matrixiin (ECM) , joka  antaa niille  matrixmiljöötä, jossa tuumorisolut pääsevät tunkeutumaan alla sidekudoksen  basaalikalvon (-laminan)  ja  allaolevan soluvälistrooman läpi.   Tuumorisolujen aikaansaama matrixmetalloproteiinaasien (MMP)    tai muiden proteaasien  kovasti noussut   ilmenemä antaa  tuumorisoluille  mahdollisuuden  päästä verisuonten sisään ja verenkiertoon, kun basaalikalvo ja extrasellulaarimatrix (ECM)  ovat  hajonneet.. Useat  MMP -perheistä osallistuvat  aterogeneesiin, sydäninfarktiin, angiogeneesiin ja tuumorin invaasioon ja metastasoitumiseen.  Normaalisoluissa MMP-expressio on hyvin tarkasti säätynyttä- esimerkkinä trofoblastit, osteoklastit, neutrofiilit ja makrofagit. Muta kohonneita MMP-pitoisuuksia on havaittu tuumoreissa, mikä liittyy huonoon ennusteeseen
 Tumor cells adhere to the ECM, which provides a matrix environment for permeation of tumor cells through the basal lamina and underlying interstitial stroma of the connective tissue. Overexpression of matrix metalloproteinases (MMPs) and other proteases by tumor cells allows intravasation of tumor cells into the circulatory system after degrading the basement membrane and ECM (3). Several families of MMPs are involved in atherogenesis, myocardial infarction, angiogenesis, and tumor invasion and metastases (4-7). 
MMP expression is highly regulated in normal cells, such as trophoblasts, osteoclasts, neutrophils, and macrophages. Elevated levels of MMPs have been found in tumors associated with a poor prognosis for cancer patients (8).
  • On olemassa neljä endogeenia kudosestäjää näille mmetalloproteinaaseille (TIMP). Ne säätävät  matrixmetalloproteinaasien aktiivisuutta mikä johtaa  tuumorikasvun ja matastasoitumisen  estoon
There are four members of endogenous tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), which regulate the activity of MMPs leading to inhibition of tumor growth and metastasis (9, 10).
  • TIMP-2 on  angiogeneesin bifunktionaalinen inhibiittori(1)  N-terminaalilla  estämällä  MMP-aktiivisuutta  ja endoteelisolun proliferaatiota sitoutumalla   alfa3beeta integriiniin. .ja (2)  MMP:stä  riippumattomasti  se omaa antiangiogeenisyyttä   C-terminaalilla.
 TIMP-2 (TIMP2) is a bifunctional inhibitor of angiogenesis
 by inhibition of proteinase activity of MMPs and endothelial cell proliferation via binding to α3β1 (the N-terminal domain) and by MMP-independent anti-angiogenic activity (the C-terminal domain) (11, 12).
  •  Kang et al.  tekivät fuusioproteiinin  HSA-TIMP2. liittäen  TIMP2:n   N-terminaalisen domaanin ihmiseerumin albumiinin  C-terminaaliin (HSA)  ja transfektoivat sen hiivaan, ja sitä erittyi   helposti.  Tässä eriteproteiinissa HSA-TIMP2 oli säilynyt C- terminaalin  anti- angiogeeninen ominaisuus ja hieman MMP-inhibitorista aktiivisuutta N-päädyssä.
 Kang et al. (13) fused the N-terminal domain of TIMP2 to the C-terminus of human serum albumin (HSA) to form HSA/TIMP2 fusion protein (HSA-TIMP2), which is readily secreted by the transfected yeast Saccharomyces cerevisiae. HSA-TIMP2 retains its anti-angiogenic activity at the C-terminal domain with little MMP inhibitory activity at the N-terminal domain.

  • Lee et al.  jatkoivat fuusioproteiinitutkimuksia ja havaitsivat koe-eläimessä  maksimaalisesti   inhiboitumatonta  tuumorikasvua.
Lee et al. (14) have evaluated Cy5.5-HSA/TIMP2 (Cy5.5-HSA-TIMP2) for in vivo near-infrared (NIR) fluorescence imaging of rat prostate MLL tumors in nude mice showing maximum tumor accumulation at 2 d after injection.
  •  INTEGRIINIT ovat  heterodimeerisiä glykoproteiineja solun pinnalla ja ne välittävät monenlaisia biologisia tapahtumia kutien solu-solu ja  ja solu- matrix interaktioita. INTEGRIINIT  muodostuvat  alfa ja beeta alayksiköistä ja ne ovat tärkeitä solun adheesiossa ja signaalin johtamisessa.   αvβ3 integriini on  huomattavin reseptori tuumorin kasvun, invasiivisuuden, metastasoitumisen, tuumorin aiheutaman angiogeneesin, tulehduksen, osteoporoosin ja nivelreuman ollessa kyseessä.  yhteydessä.   Tuumorisoluissa ja aktivoituneissa endoteelisoluissa on αvβ3 integriinin (vitronektiini)   ilmenemä vahvaa, kun taas lepäävissä endoteelisoluissa ja usiemmissa normaalikudoksissa  sen ilmenemä on heikkoa.
 Integrins are a family of heterodimeric glycoproteins on cell surfaces that mediate diverse biological events involving cell–cell and cell–matrix interactions (15).
 Integrins consist of an α and a β subunit and are important for cell adhesion and signal transduction. The αvβ3 integrin is the most prominent receptor affecting tumor growth, tumor invasiveness, metastasis, tumor-induced angiogenesis, inflammation, osteoporosis, and rheumatoid arthritis (16-21).
 Expression of the αvβ3 integrin is strong on tumor cells and activated endothelial cells, whereas expression is weak on resting endothelial cells and most normal tissues. 
αVβ3 is a type of integrin that is a receptor for vitronectin.[1] It consists of two components, integrin alpha V and integrin beta 3 (CD61), and is expressed by platelets. Furthermore it is a receptor for phagocytosis on macrophages or dendritic cells.[2]
Inhibitors like etaracizumab may be used as antiangiogenics.
  • RGD- sekvenssiä käyttää tunnistusmotiivina ECM-proteiinit vitronektiini, fibrinektiini,  laminiini ja kollageeni, kun ne sitoutuvat useisiin integriineihin.   αvβ3 antagonisteja on tutkittu  anti-tuumoriaineina ja anti-angiogeenisinä aineina. useita RGD- peptidejä on käytetty isotoopeilla merkattuna tuumorien ja tuumoriangiogeneesin tutkimuksissa, esim  glioblastoman tutkimukseen on tekniikkaa sovellettu. .. Etaracizumabi on  vitronektiinin  antagonisti ja antiangiogeneesiaineena käytetty.

 The peptide sequence Arg-Gly-Asp (RGD) has been identified as a recognition motif used by extracellular matrix proteins (vitronectin,fibronectin,  laminin, and collagen) to bind to a variety of integrins, including αvβ3. The αvβ3 antagonists are being studied as anti-tumor and anti-angiogenic agents (18, 22, 23).  Various radiolabeled RGD peptides (antagonists) have been introduced for imaging of tumors and tumor angiogenesis (24).
Choi et al. (25) conjugated multiple c(RGDfK) peptides to HSA-TIMP2 to enhance the binding capacity of the protein (RGD-HSA-TIMP2) to tumors and their vasculatures. 68Ga-NOTA-RGD-HSA-TIMP2 and 68Ga-NOTA-HSA-TIMP2 have been studied as potential positron emission tomography (PET) probes for imaging αvβ3 integrin receptors in nude mice bearing human glioblastoma U87MG tumors.

  • Suomalaista tekstiä INTEGRIINEISTÄ:  (Wikipedia) Kuva ja selitys.

Integriini

Integriinin kaavamainen rakenne
Integriinit ovat tarttumisreseptoreja, jotka läpäisevät solukalvon. Ne yhdistävät solun tukirangan soluväliaineeseen. Integriinit läpäisevät solukalvon yhden kerran, suurin osa niistä sijaitsee solun ulkopuolella.
Kaikki integriinit koostuvat kahdesta eri proteiinista, α- ja β-integriinistä. Sekä α-, että β-alayksiköitä ja niiden muodostamia reseptoreita kutsutaan integriineiksi.
 Integriinit voidaan ryhmitellä esimerkiksi tärkeimmän reseptorinsa mukaan kollageeni-, laminiini-, fibronektiini-, tenaskiini-, fibrinogeeni-, vitronektiini- ja tulehdussolujen solu-solureseptoreihin. Yleensä integriinit kiinnittyvät useampaan kuin yhteen soluväliaineen proteiiniin. Myös yhdenlaisella soluväliaineen proteiinilla voi olla useita eri integriinejä reseptoreinaan.
Integriinit ankkuroivat soluja kiinni kudoksiin ja niillä on myös tehtävä solujen liikkuessa kudoksissa. Solut käyttävät niitä myös saadakseen tietoa ympäristöstään siten, että integriinin kiinnittyminen ligandiinsa saa aikaan viestin välittymisen soluun. Integriinit tunnistavat ligandissaan kohdan, joka muodostuu kolmesta aminohaposta ja kiinnittyvät tähän.
 Esimerkiksi fibronektiinistä on löydetty arginiini-glysiini-asparagiinihappojakso (RGD-jakso), joka yleensä sijaitsee proteiinista ulostyöntyvässä lenkissä. Tähän jaksoon perustuu solujen vuorovaikutus useiden proteiinien kanssa, jotka sijaitsevat soluväliaineessa. Kaikki integriinit eivät kuitenkaan tunnista RGD-jaksoa, vaan käyttävät muita tunnistuskohtia. Soluviljelmissä solut tarttuvat soluväliaineeseen tarttumis- eli fokaaliadheesiokohtien avulla. Tällöin integriinejä kerääntyy yhteen. Samalla solun sisällä solun tukirangan proteiineja kerääntyy samaan kohtaan ja liittävät integriinejä aktiinisäikeisiin.
Eri integriinien esiintyminen kudoksissa vaihtelee, ja niiden puute tai mutaatio voi aiheuttaa erilaisia sairauksia. Esimerkiksi kollageenireseptoreja on epiteelisoluissa, verihiutaleissa, rustoissa ja luussa. Laminiinireseptoreita on useissa eri kudoksissa.
Alayksikön α3β1 puutteen on huomattu aiheuttavan poistogeeniselle hiirelle muun muassa keuhkojen ja munuaisten kehityshäiriöitä. Ihmiselle mutaatio laminiinireseptorissa α6β4 aiheuttaa ihon rakkulasairauden. Fibronektiinireseptoreja ja vitronektiinireseptoreja esiintyy muun muassa epiteelisoluissa parantuvassa haavassa.
Solujen liikkuminen on yhteistoimintaa tarttumisreseptoreiden ja solun tukirangan välillä. Solujen vaellusta väliainetta pitkin kutsutaan solumigraatioksi. Solukalvosta syntyy laskos, lamellipodi, jonka eteenpäintyöntyvään kärkeen muodostuu uusi fokaaliadheesio. Fokaaliadheesiossa integriinit kiinnittyvät soluväliaineseen. Liikkumisen saa aikaan aktiinin ja myosiinin liike. Liikkumiselle ei ole välttämätöntä, että vanhat fokaaliadheesiot puretaan, vaan solu voi repäistä itsensä irti.

fredag 10 oktober 2014

Hakusana: Uncontrolled proteolysis of extracellular matrix ( 19 vastausta)

Results: 19. Katson näistä, mitä vastakeinoja  esiintyy.

1.
Beaufort N, Corvazier E, Mlanaoindrou S, de Bentzmann S, Pidard D.
PLoS One. 2013 Sep 19;8(9):e75708. doi: 10.1371/journal.pone.0075708. eCollection 2013.
PMID:
24069438
[PubMed - indexed for MEDLINE]
KOMMENTTI:  Artikkelissa mainittu vastaläke PHOSPHORAMIDON 
Phosphoramidon is a chemical compound derived from cultures of Streptomyces tanashiensis. It is an inhibitor of the enzyme thermolysin,[2] a membrane metallo-endopeptidase inhibitor,[3] and an endothelin converting enzyme inhibitor.[3] Chemically, talopeptin differs from its closely related peptidase inhibitor talopeptin by a single stereocenter.
Because of its enzyme inhibitory properties, phosphoramidon is widely used as a biochemical tool.
Free PMC Article
2.
Botta A, Delteil F, Mettouchi A, Vieira A, Estrach S, Négroni L, Stefani C, Lemichez E, Meneguzzi G, Gagnoux-Palacios L.
J Cell Sci. 2012 Sep 15;125(Pt 18):4241-52. doi: 10.1242/jcs.096289. Epub 2012 May 28.
PMID:
22641690
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Free Article
3.
Shukla V, Kumar Shakya A, Dhole TN, Misra UK.
Neuroimmunomodulation. 2012;19(4):241-54. doi: 10.1159/000335182. Epub 2012 Mar 21.
PMID:
22441541
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Kommentti: Tähän  JEV virukseen on rokotus. 
4.
Frank A, David V, Aurelie TR, Florent G, William H, Philippe B.
Anticancer Agents Med Chem. 2012 Sep;12(7):773-82. Review.
PMID:
22292748
[PubMed - indexed for MEDLINE]
5.
Barrientos LG, Rollin PE.
Virology. 2007 Feb 5;358(1):1-9. Epub 2006 Sep 18.
PMID:
16982079
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Kommentti:  Katepsiini- inhibiittoriE64, Mahdollisesti etua alkalinisaatiosta
Free Article
6.
Senni K, Gueniche F, Foucault-Bertaud A, Igondjo-Tchen S, Fioretti F, Colliec-Jouault S, Durand P, Guezennec J, Godeau G, Letourneur D.
Arch Biochem Biophys. 2006 Jan 1;445(1):56-64. Epub 2005 Nov 28.
PMID:
16364234
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Fucoidan voi ehkäistä virustulehdusta .  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25037398
7.
Khatib AM, Bassi D, Siegfried G, Klein-Szanto AJ, Ouafik L.
J Mol Med (Berl). 2005 Nov;83(11):856-64. Epub 2005 Aug 26. Review.
PMID:
16133424
[PubMed - indexed for MEDLINE]
8.
Dell'Agli M, Canavesi M, Galli G, Bellosta S.
Thromb Haemost. 2005 Apr;93(4):751-60. Review.
PMID:
15841324
[PubMed - indexed for MEDLINE]
9.
Danø K, Behrendt N, Høyer-Hansen G, Johnsen M, Lund LR, Ploug M, Rømer J.
Thromb Haemost. 2005 Apr;93(4):676-81. Review.
PMID:
15841311
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Kommentti. Proteaasi-inhibiittorieden kehittely tarpeen. 
10.
Chua F, Sly PD, Laurent GJ.
Pediatr Pulmonol. 2005 May;39(5):392-401. Review.
PMID:
15786437
[PubMed - indexed for MEDLINE]
11.
Stanciūte D, Didziapetriene J, Kadziauskas J.
Medicina (Kaunas). 2004;40(12):1143-50. Review. Lithuanian.
PMID:
15630339
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Free Article
12.
Skrzydlewska E.
Toxicol Mech Methods. 2003;13(4):277-93. doi: 10.1080/713857189.
PMID:
20021153
[PubMed]
13.
Bajou K, Masson V, Gerard RD, Schmitt PM, Albert V, Praus M, Lund LR, Frandsen TL, Brunner N, Dano K, Fusenig NE, Weidle U, Carmeliet G, Loskutoff D, Collen D, Carmeliet P, Foidart JM, Noël A.
J Cell Biol. 2001 Feb 19;152(4):777-84.
PMID:
11266468
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Free PMC Article
14.
Floridon C, Nielsen O, Hølund B, Sweep F, Sunde L, Thomsen SG, Teisner B.
Placenta. 2000 Nov;21(8):754-62.
PMID:
11095924
[PubMed - indexed for MEDLINE]
15.
Dear AE, Medcalf RL.
Biochim Biophys Acta. 2000 Jun 21;1492(1):15-22.
PMID:
11004477
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Kommentti: Oxamflatin vähentää u-PA:sta johtuvaa proteolyyttistä aktiivisuutta.  
Free Article
16.
Owen CA, Campbell EJ.
J Leukoc Biol. 1999 Feb;65(2):137-50. Review.
PMID:
10088596
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Free Article
17.
Weckroth M, Vaheri A, Lauharanta J, Sorsa T, Konttinen YT.
J Invest Dermatol. 1996 May;106(5):1119-24.
PMID:
8618050
[PubMed - indexed for MEDLINE]
18.
Liotta LA, Stetler-Stevenson WG.
Cancer Res. 1991 Sep 15;51(18 Suppl):5054s-5059s. Review.
PMID:
1884381
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Free Article
19.
Castronovo V, Stetler-Stevenson WG, Sobel ME, Liotta LA.
Princess Takamatsu Symp. 1991;22:319-37. Review.
PMID:
1844249
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Related citations

onsdag 8 oktober 2014

MMP-kaskadi- Plg-Plasminkaskadi ja Katepsiinit samassa kuvassa



ProkatepsiiniB(pro-CB) aktivoituu kudostyyppisellä plasminogeeniaktivaattorilla (tPA) ja katepsiiniD.llä aloittaen proteolyyttisen kaskadin, joka johtaa  urokinaasityyppisen plasminogeeniaktivaatorin (uPA) aktivoitumiseen, aktiivien matrixmetalloproteinaasien (MMPs)  kehkeytymiseen ja plasminogeenin aktivoitumiseen plasmiiniksi.
Pro-CB  asettuu  annexiiniII tetrameeriin, jonka kiinnittymiseen plasmakalvoon vaaditaan aktiivia kalsiumjonia (Ca++). AnneksiiniIItetrameeri tekee interaktion  kudosperäisen plasminogeeniaktivaatorin (tPA) , kollageenin ja tenaskiinin (TNC) kanssa.
 p11, joka  sitoutuu  anneksiiniIItetrameeriin (AIIt)  solun pinnalla tekee interaktion plasminogeenin ja pro katepsiini B:n (Pro-CB) kanssa  eri sitoutumiskohdilla.
 Tällainen proteaasien saman paikkaan lokalisoituminen AIIt:n kanssa  voisi kiihdyttää proentsyymien proteolyyttistä kaskadia ja matrixkomponenttien selektiivistä hajoamista.
Kollektiivisesti toimiessaan  aktiivit proteaasit voivat  hajoittaa kaikki extrasellulaarisen matrixin  komponentit. Siis  ECM suojauksessa täytyy inhibition kohdistua monikerroksisesti   kaikkiin  näihin kaskadeihin  MMP, PLG-plasmin-  tPA-uPA ja katepsiinit. Sen minkä ebola tekee päivissä, syöpä tekee kuukausissa ja vuosissa näillä. - Ja kaikessa tulee kuitenkin katsoa rheologinen  välttämätön  systeeminen funktionaalisuus Haastavaa koota  niin moninaista  lääkitystä ECM tuhon  estoon, mikä vaditaan ebolassa.


Pro-cathepsin B (Pro-CB) is activated by tissue-type plasminogen activator (tPA) and cathepsin D, initiating a proteolytic cascade that results in the activation of urokinase-type plasminogen activator (uPA), matrix metalloproteinases (MMPs) and plasmin. Pro-CB is situated on the annexin II tetramer (AIIt). Binding of annexin II to the plasma membrane is Ca2+-dependent. Although the mechanism is unclear, AIIt is known to interact with tPA, collagen I and tenascin C (TNC). p11, which binds to AIIt on the cell surface, has been shown to interact with plasminogen and pro-CB at different binding sites. Co-localization of proteases with AIIt would facilitate the activation of pro-enzymes in a proteolytic cascade and the selective degradation of matrix components. Collectively, active proteases can degrade all of the components of the extracellular matrix.

Filovirukset yleensäkin vaativat isäntäsolun endosomaalisia kysteiiniproteaaseia sisäänmenoon.



J Virol. 2012 Mar;86(6):3284-92. doi: 10.1128/JVI.06346-11. Epub 2012 Jan 11. Filoviruses require endosomal cysteine proteases for entry but exhibit distinct protease preferences.

Abstract

Filoviruses are enveloped viruses that cause sporadic outbreaks of severe hemorrhagic fever [CDC, MMWR Morb. Mortal. Wkly. Rep. 50:73-77, 2001; Colebunders and Borchert, J. Infect. 40:16-20, 2000; Colebunders et al., J. Infect. Dis. 196(Suppl. 2):S148-S153, 2007; Geisbert and Jahrling, Nat. Med. 10:S110-S121, 2004]. Previous studies revealed that endosomal cysteine proteases are host factors for ebolavirus Zaire (Chandran et al., Science 308:1643-1645, 2005; Schornberg et al., J. Virol. 80:4174-4178, 2006). In this report, we show that infection mediated by glycoproteins from other phylogenetically diverse filoviruses are also dependent on these proteases and provide additional evidence indicating that they cleave GP1 and expose the binding domain for the critical host factor Niemann-Pick C1. Using selective inhibitors and knockout-derived cell lines, we show that the ebolaviruses Zaire and Cote d'Ivoire are strongly dependent on cathepsin B, while the ebolaviruses Sudan and Reston and Marburg virus are not. Taking advantage of previous studies of cathepsin B inhibitor-resistant viruses (Wong et al., J. Virol. 84:163-175, 2010), we found that virus-specific differences in the requirement for cathepsin B are correlated with sequence polymorphisms at residues 47 in GP1 and 584 in GP2. We applied these findings to the analysis of additional ebolavirus isolates and correctly predicted that the newly identified ebolavirus species Bundibugyo, containing D47 and I584, is cathepsin B dependent and that ebolavirus Zaire-1995, the single known isolate of ebolavirus Zaire that lacks D47, is not. We also obtained evidence for virus-specific differences in the role of cathepsin L, including cooperation with cathepsin B. These studies strongly suggest that the use of endosomal cysteine proteases as host factors for entry is a general property of members of the family Filoviridae.

Ebolan tekemää soluvauriota pahentaa soluproteaasien vapautuminen hapantuvaan solunulkomiljööseen

LÄHDE: Virology. 2007 Feb 5;358(1):1-9. Epub 2006 Sep 18. Release of cellular proteases into the acidic extracellular milieu exacerbates Ebola virus-induced cell damage.

TIIVISTELMÄ Abstract

 Solua kovasti vaurioittava ebolavirus toimii  suurimmaksi osaksi  tuntemattomalla mekanismilla. 
Tässä tutkijat vuonna 2007 koettavat  antaa näyttöä siitä, että progressiivinen happamuuden kasvu solunulkoisessa miljöössä ( asidoottisuus), mitä ebolalla varurioitunut solu  aiheuttaa-  ja  samalla  vähentyneet pitoisuudet  luonnollisia  cysteiiniproteaasi-estäjiä  tekevät solut vaurioalttiiksi aivan kontrolloimattomalle extrasellulaarisen matrixin (ECM)   osasten proteolyysille  ( eli solunulkomatrixin hajoamiselle)  vapautuneitten  aktiivien endosomaalisten katepsiinien kautta  ja täten edelleen  pahenee ebolaviruksen aiheuttama solutuho. 


  • Ebola virus is highly cytopathic through mechanisms that are largely unknown. We present evidence that progressive acidification of the extracellular milieu by Ebola virus-infected cells combined with reduced levels of natural cysteine protease inhibitor makes the cells vulnerable to uncontrolled proteolysis of extracellular matrix components by released active endosomal cathepsins, thereby exacerbating Ebola virus-induced cell destruction. 

 Tässä aktiivisuudessa on osoittautunut kriittiseksi  solupinnan mikromiljöö. Jos voidaan blokeerata  katepsiininestäjällä,  tuo proteolyyttinen( valkuaista hajoittava) aktiivisuus, saadaan huomattavaa paranemista,  mitä tulee viruksen sytopaattisuuteen ja solun elossapysymiseen,  vaikka viruslasti  rasitus olisikin  huima
  • The cell surface microenvironment was shown to be crucial in aiding this activity. Blocking the proteolytic activity with the cathepsin inhibitor E64 resulted in remarkable improvements with respect to viral cytopathicity and cell survival despite an overwhelmingly high viral load.
 Tässä piilee  tehokas virusstrategia: Virus koettaa   tehostaa  omaa  infektoimiskykyään:  koettamalla  entsymaattisesti  hajoittaa matrixia ja saada aikaan  asiaa  edistävän  proteaasien ja inhibiittorien epätasapainon sekä metabolisen asidoosin.   Sitten  seuraa se ebolalle tyypillinen  huomattava patogeenisyys.
  •  We propose that the observed enzymatic matrix degradation, enhanced by an associated protease/inhibitor imbalance and metabolic acidosis, represents an effective viral strategy to boost infection and underlies, in part, the remarkable pathogenesis caused by Ebola virus.
 In vitro ja in vivo tutkimuksilla voidaan   vahvistaa, onko hemorrhagista aktiivisuutta omaava  soluproteaasi   se johtava syy  verisuonten   vuotamiseen- mikä on Ebola-viruksen  aiheuttaman hemorrhagisen kuumeen  tunnusmerkkinä - ja   ebolviruksen  aihuttaman  solukuoleman  selityksenä.

  •  Further in vitro and in vivo research will establish whether a cellular protease with hemorrhagic activity is the leading cause of vascular leakage-the hallmark of Ebola virus hemorrhagic fever-and help understand the 
Free full text

Kysteiiniproteaasit ja niiden inhibiittorit

Lundista: 
 KYSTEIINIPROTEAASEJA   on neljä luokkaa poroteolyyttisiä entsyymejä:  Niitä on 30:stä  proteiiniperheessä.

Perhe C1: Papaiiniperhe:
Katepsiini B, Katepsiini L (, joilla on osuutta syövässä); Katepsiini K( osuutta  luun hajoamisessa) ja  loisten entsyymeitä, jotka vaikuttavat loisen ja isännän interaktiossa ( esim cruzipaiini Trypanosoma cruzi-loisesta, joka aiheuttaa Chagan tautia) .(huom:  Ebola aiheuttaa  solun endosomeista  katepsiinien  vapautumista)

Cysteine proteases are one of the four major classes of proteolytic enzymes. Based on 3D structures they are grouped in more than 30 protein families. Family C1 (the papain family) include cathepsins B and L (cancer involvement), cathepsin K (bone degradation) and parasitic enzymes essential for the parasite-host interaction (e.g., cruzipain from Trypanosoma cruzi; causing Chagas disease).

 Perhe C13 (legumaiiniperhe)  toimii  antigeenin  esityksessä .
 Family C13 (the legumain family) enzymes play key roles in antigen presentation

 Perhe C14 ( kaspaasiperhe) välittää apoptoosia.
and those of Family C14 (the caspase family) are mediators of apoptosis.

 Patogeenien bakteerien monet proteaasit ovat virulenssifaktoreista ja aiheuttavat vaikeita ongelmia  isäntäkehossa infektion aikana:
Many proteases of pathogenic bacteria are virulence factors and cause severe problems for the host at infections, 

Perhe25: gingipaiiniperhe  periodontiittia aiheuttavasta Porfyromonas gingivalis  bakteerista.
such as gingipains (Family C25) of Porhyromonas gingivalis in periodontitis,

Perhe C25. streptopaiiniperhe  Streptococcus pyogenes bakteerista.
streptopain (Family C10) from Streptococcus pyogenes

 Perhe C47 , staphopaiinit  Staphylococcus aureuksesta.

 and staphopains (Family C47) from Staphylococcus aureus.

PROTEAASIEN LUONNOLLISET ESTÄJÄT 

 Nämä ovat  normaalisti pieniä proteiineja , joiden rakenne on  korkea-asteisesti komplementaarinen   kohde-entsyymien substraattia  sitoviin  loviin. Koska niiden täytyy olla päteviä, niin ne voivat yleensäkin sotoa vain yksittäisen proteaasiperheen entsyymejä.

Natural inhibitors of proteases are normally small proteins with structures highly complementary to the substrate-binding clefts of their target enzymes. Because of the need for a good fit, they can generally only bind to enzymes of a single protease family.

 Tutkijaryhmä on aiemmin selvittänyt 12 ihmisen  kystatiinia, jotka toimivat perhe C1 proteaasien inhibiittoreina. 

Our previous work has dealt with identification and molecular characterisation of the 12 human cystatins being natural inhibitors of Family C1 proteases.

 Tuoreempia tutkimuksia on legumaiiniperheen proteaasien luonnollisten proteiini-estäjien  tutkimukset. Samoin  on tutkittu myös  lääketieteellisesti tärkeitä kysteiiniproteaaseja kuten sellaisia, joita tulee loisista ja bakteereista (  erityisesti stafylokokista) Tästä saa vihjettä sellaisten  tautien hoitoon tarkoitettujen lääkeaineiden kehittelyyn, missä  on piirteenä  mainittujen entsyymien lisääntynyt aktiivisuus.

More recent studies aim at characterisation of natural protein inhibitors of proteases of the legumain family and other medically important cysteine proteases, such as those of parasites and bacteria (with special focus on Staphylococcus aureus). The methods we use range from those of basic genetics over protein chemistry to cell biology.
Molecular characterisation of various protein inhibitors of human, parasitic and bacterial cysteine proteases provides clues to development of agents for therapy of diseases characterised by increased activities of such enzymes.

Eräässä  alaprojektissa stafylokokin  proteolyyttinen järjestelmä on luonnehdittuna molekyylitasolla ja ollaan tunnistamassa sille  isäntäkehosta ja bakteerisoluista  luonnollisia  proteiini-estäjiä  Tästä saataneen kehiteltyä  aineita, joilla päästään ehkä  vaikuttamaan  kautta maailman sairaaloitten nopeasti leviävien    antibiooteille resistenttien kantojen kasvuun ja virulenssiin

In one subproject, the proteolytic system of Staphylococcus aureus is characterised at the molecular level and natural protein inhibitors in host and bacterial cells will be identified. This could allow development of agents which interfere with growth/virulence of antibiotic resistant strains rapidly spreading in hospitals worldwide.

Link to project homepage: http://www.med.lu.se/labmedlund/klinisk_kemi_och_farmakologi/forskning/magnus_abrahamson/homepage

Tässä katsaus ebolavirukseen: Solupintaproteiinien alassäätyminen , solut menettävät adheesion

 Ebola virus (Zaire alatyyppi) aiheuttaa solun pintaproteiinien globaalin  alassäätymisen ja solujen  toisiinsa liiuttyminen purkaantuu.  siis soluadheesio katoaa. Solut  myöskin  menettävät polaarisuuttaan, pyöristyvät ja irtoavat  extrasellulaarisesta matriksista (ECM) . Samaa solujen pyöristymää ( polaarisuuden ja puolisuuden  vähenemää?) aiheuttaa myös muut ihmiselle aiemmin nonpatogeenisina pidetyt alatyypit Sudan,  Norsunluurannikko, Reston. Kuitenkaan lisääntynyttä solukuolemaa ei tapahtunut. Solut pystyivät  uudelleen liittymään ja  jakantumaan myöhemmin. Adheesion kato tapahtui  esim. endoteelisoluissa ja makrofageissa. Esim integriini Beta 1 pintaproteiini väheni. Moni muukin pintamolekyyli kuten MHC-I  ja EGF R myös säätyi alas, joten pintamolekyylien alassäädössä  oli jotain  globaalia mekanismia. 
J Virol. 2002 Mar;76(5):2518-28. Ebola virus glycoproteins induce global surface protein down-modulation and loss of cell adherence.

Abstract

The Ebola virus envelope glycoprotein (GP) derived from the pathogenic Zaire subtype mediates cell rounding and detachment from the extracellular matrix in 293T cells. In this study we provide evidence that GPs from the other pathogenic subtypes, Sudan and Côte d'Ivoire, as well as from Reston, a strain thought to be nonpathogenic in humans, also induced cell rounding, albeit at lower levels than Zaire GP.
Sequential removal of regions of potential O-linked glycosylation at the C terminus of GP1 led to a step-wise reduction in cell detachment without obviously affecting GP function, suggesting that such modifications are involved in inducing the detachment phenotype. While causing cell rounding and detachment in 293T cells, Ebola virus GP did not cause an increase in cell death. Indeed, following transient expression of GP, cells were able to readhere and continue to divide. Also, the rounding effect was not limited to 293T cells. Replication-deficient adenovirus vectors expressing Ebola virus GP induced the loss of cell adhesion in a range of cell lines and primary cell types, including those with proposed relevance to Ebola virus infection in vivo, such as endothelial cells and macrophages. In both transfected 293T and adenovirus-infected Vero cells, a reduction in cell surface expression of adhesion molecules such as integrin beta1 concurrent with the loss of cell adhesion was observed. A number of other cell surface molecules, however, including major histocompatibility complex class I and the epidermal growth factor receptor, were also down-modulated,

MMP-9- jarrutus poistamalla sen plasmiinilla aktivoituminen palautumattomasti alendronaatilla

FEBS Lett. 2012 Jul 30;586(16):2366-74. doi: 10.1016/j.febslet.2012.05.048. Epub 2012 Jun 4. Alendronate promotes plasmin-mediated MMP-9 inactivation by exposing cryptic plasmin degradation sites within the MMP-9 catalytic domain.

Abstract

Irreversible MMP-9 inhibition is considered a significant therapeutic goal in inflammatory, vascular and tumour pathology. We report that divalent cation chelators Alendronate and EDTA not only directly inhibited MMP-9 but also promoted irreversible plasmin-mediated MMP-9 inactivation by exposing cryptic plasmin-degradation sites within the MMP-9 catalytic-domain and producing an inhibitory hemopexin-domain fragment. This effect was also observed using MDA-MB-231 breast cancer cells, which activated exogenous plasminogen to degrade endogenous proMMP-9 in the presence of Alendronate or EDTA. Degradation-mediated inactivation of proMMP-9 occurred in the absence of transient activation, attesting to the incapacity of plasmin to directly activate proMMP-9 and direct MMP-9 inhibition by Alendronate and EDTA. Our study provides a novel rational for therapeutic Alendronate use in MMP-9-dependent pathology characterised by plasminogen activation.

(Kommentti: Alendronaattia on esim Fosamax) 

Koska plasmiini aktivoi MMP- aktivoitumista, mikä on sen osuus syövässä?

Plasmiini ja syöpä?
Cancer Treat Res. 2009;148:43-66. doi: 10.1007/978-0-387-79962-9_4. The role of plasminogen-plasmin system in cancer.

TIIVISTELMÄ, Abstract

 Plasminogeeni- plasmiinijärjestelmä osallistuu  monenlaisiin fysiologisiin ja patologisiin prosesseihin, kuten tuumorin kasvuun, invaasioon ja metastasoitumiseen vaikutuksillaan angiogeneesiin ja solumigraatioon.
Näitä komponenttejä on havaittavissa  useimmista tuumoreista ja niiden ilmeneminen ei vain merkitse niiden funktiota, vaan  omaa myös ennustearvoa.
  Niiden ilmenemää puolestaan moduloivat sytokiinit ja kasvutekijät , joista moni on ylössäätyneenä  syövässä.  Vaikka tuumorisoluissa on sekä tPA että uPA ( plasminogeeniaktivaattori)  ylössäätyneinä, niin uPA reseptorinsa uPAR kanssa  on lähinnä  osallisena solufunktioissa, kun taas tPA reseptorinsa AnnexiiniII:n  kanssa on endoteelipinnalla ja säätelee  intravaskulaarista (verisuonensisäistä)  fibriinisaostumaa.
 Fibrinolyysin estäjien joukossa PAI-I on päätekijänä  monen vaskulaarisen taudin patogeneesissä samoin myös syövässä.
Terapeuttiset  interventiot joka käyttämällä plasminogeenin aktivaattoreita (PA)  tai kokeellisia  inhibiittoreita  PAI-1:tä vastaan, ovat olleet rohkaisevia kokeellisisa tuumoreissa- mutta kliinistä näyttöä ei ole  vielä.

Components of the plasminogen-plasmin system participate in a wide variety of physiologic and pathologic processes, including tumor growth, invasion and metastasis, through their effect on angiogenesis and cell migration. These components are found in most tumors and their expression not only signifies their function but also carries a prognostic value. Their expression is in turn modulated by cytokines and growth factors, many of which are up-regulated in cancer. Though both tPA and uPA are expressed in tumor cells, uPA with its receptor (uPAR) is mostly involved in cellular functions, while tPA with its receptor Annexin II on endothelial surface, regulates intravascular fibrin deposition. Among the inhibitors of fibrinolysis, PAI-1 is a major player in the pathogenesis of many vascular diseases as well as in cancer. Therapeutic interventions, either using plasminogen activators or experimental inhibitor agents against PAI-1, have shown encouraging results in experimental tumors but not been verified clinically.

MMP entsyymien sijoitus tuumorin malignisoitumiskartassa

Seuraava artikkeli  elokuulta 2014 tekee yhteenvedon näistä  perustavista piirteistä solujen malignisoitumsiessa ja mainitsee MMP entsyymien aseman :

LÄHDE: Tumour Biol. 2014 Aug;35(8):7335-42. doi: 10.1007/s13277-014-2163-y. Epub 2014 Jun 2. Epithelial to mesenchymal transition inducing transcription factors and metastatic cancer.

TIIVISTELMÄ.  Abstract

Epiteliaalisesta mesenkymaaliseksi muuttuminen (EMT) on   tärkeä  kehitysaskel.
Tuoreet tutkimukset   vahvistavat, että EMT sallii  tuumorisolujen hankkia i invaasiivisia ominaisuuksia ja kykyä kehittää metastaattisen  kasvun  piirteitä.
 Tässä EMT:n ja metastasoitumisen keskinäisessä linkkiytymisessä on merkitsevää osaa  muutamilla transkriptiotekijöillä, jotka osallistuvat aktiivisti EMT- prosessiin.
Lukuisissa tutkimuksissa on raportoitu  EMT:tä aloittavien transkriptiotekijöittein (EMT-TF:t)  kuten  Twist, Snail, Slug ja Zeb  olevan suoraan tai epäsuorasti osallisina syöpäsolujen metastasoitumisessa erilaisten  signaalikaskadien kautta ja niissä mainitaan Akt ja STAT3 ( signaalinkuljettaja ja  transkriptionaktivaattori 3 ) , MAPK(  mitogeenistä aktivoituva proteiinikinaasi)  sekä Wnt tiet- ja
 näistä  seuraa lopulta  E- cadheriinin alasäätymä ja  metastaattisten proteiinien ( N-cadheriini, vimentiini, MMP-2 ym)  ylössäätymä.
Otsikon katsaus tekee yhteenvedon  nykyvaiheen tietämyksestä  EMT-TF  tekijöitten ja metastasoitumisen  assosioitumisesta toisiinsa ja  myös  mainitsee  mahdolliset  syöpäterapiat, jotka kohdistuvat näihin EMT-TF tekijöihin


The epithelial to mesenchymal transition (EMT) is an important step for the developmental process. Recent evidences support that EMT allows the tumor cells to acquire invasive properties and to develop metastatic growth characteristics. Some of the transcription factors, which are actively involved in EMT process, have a significant role in the EMT-metastasis linkage. A number of studies have reported that EMT-inducing transcription factors (EMT-TFs), such as Twist, Snail, Slug, and Zeb, are directly or indirectly involved in cancer cell metastasis through a different signaling cascades, including the Akt, signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), mitogen-activated protein kinase (MAPK) and Wnt pathways, with the ultimate consequence of the downregulation of E-cadherin and upregulation of metastatic proteins, such as N-cadherin, vimentin, matrix metalloproteinase (MMP)-2, etc. This review summarizes the update information on the association of EMT-TFs with cancer metastasis and the possible cancer therapeutics via targeting the EMT-TFs.