Pro-MMP voi aktivoitua oksidatiivisesta stressistä

Peroxynitriitti  indusoi MMP aktivaation.

http://www.jbc.org/content/276/31/29596.short

Activation of Matrix Metalloproteinases by Peroxynitrite-induced Protein S-Glutathiolation via Disulfide S-Oxide Formation*

    Tatsuya Okamoto‡,§, Takaaki Akaike‡¶, Tomohiro Sawa‡, Yoichi Miyamoto‡, Albert van der Vliet§ and Hiroshi Maeda‡

+
Author Affiliations

    From the ‡Department of Microbiology,
 Kumamoto University School of Medicine, Kumamoto 860-0811,
Japan and the §Division of Pulmonary/Critical Care Medicine,
Department of Internal Medicine, School of Medicine,
 University of California, Davis, California 95616

TIIVISTELMÄ
Abstract

Oxidatiivinen stressi voi aiheuttaa kudosvauriota aktivoimalla matrixmetaalloproteinaasien (MMP)  esimuotoja (proMMP) . 

• Oxidative stress may cause tissue injury through activation of the precursors of matrix metalloproteinase (proMMPs).

 Tässä tutkimuksessa havainnoitiin  glutationista riippuvaa pro-MMP-aktivaatiota, jota aiheutti peroxynitriitti. Se on voimakas oksidoiva agenssi, jota muodostuu  tulehduksellisissa prosesseissa. Peroxynitriitt aktivoi  kaikki kolme tutkittua  puhdistettua humaania  pro MMP-lajia (proMMP-1, proMMP-8 ja proMMP-9)  samanvahvuisissa GSH -pitoisuuksissa.

•  In this study, we observed glutathione (GSH)-dependent proMMP activation induced by peroxynitrite,  a potent oxidizing agent formed during inflammatory processes. Peroxynitrite strongly activated all  three types of purified human proMMPs (proMMP-1, -8, and -9) in the presence of similar concentrations of GSH.

 Peroxynitriitin ja GSH:n välisistä reaktiotuotteista vain  yksi laji, S-nitroglutationi (GSNO2)  aiheutti proMMP-aktivaatiot. ProMMP-aktivaatiossa tapahtui  laaja-alainen S-glutatiolaatio  proMMP-proteiinissa kun aktivoitiin  tätä edeltäjämolekyyliä peroxynitriitillä ja GSH:lla.  Reaktiota seurattiin  radioisotoopein merkattujen GSH-molekyylien avulla . Käytettiin joko [35S]GSH tai [3H]GSH merkkauksia. Huomattavasta S-glutatiolaatiosta oli  näyttöä vielä ditiotreitoli ja proteiinidenaturaatiokäsittelyn jälkeenkin. Kuitenkin  oli viitettä siitä, että osa S-glutatiolaatiosta ei tapahtunut yksinkertaisen  disulfidimuodostuksen kautta.
MALDI-TOF -massaspektrometrisesti osoitettiin, ettei ainoastaan peroxynitriitti + GSH tuottanut ditiotreitoliresistenttiä S-glutatiolaatiota    synteettiseen peptidiin PRCGVPD ( joka on tunnettu  proMMP:n autoinhibitorinen domaani, jossa on konservoitunut cysteiinin sisältävä jakso)- sillä myös  syntetisoitunut GSNO2 tuotti ditiothreitolresistenssin. 
Oletetaan PRCGVPDS- glutatiolaation  tapahtuvan  glutationi disulfidi S-oxidin muodostumisen kautta  (GS(O)SR). Nämä tulokset osoittavat  ainutlaatuisen mekanimsin, jolla  proMMP aktivoituu oxidatiivisesti ja kudos  kärsii tulehduksen aiheuttamasta oksidatiivissta vauriosta.

• Of the potential reaction products between peroxynitrite and GSH, only S-nitroglutathione (GSNO2) caused  proMMP activation. ExtensiveS-glutathiolation of the proMMP protein occurred during activation of proMMP by peroxynitrite and GSH, as shown by radiolabeling studies with [35S]GSH or [3H]GSH. Evidence of appreciable S-glutathiolation persisted even after dithiothreitol and protein-denaturing treatment,  however, suggesting that some S-glutathiolation did not occur through formation of simple mixed disulfide. Matrix-assisted laser-desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry  indicated that not only peroxynitrite plus GSH but also synthetic GSNO2 produced dithiothreitol-resistant S-glutathiolation of the synthetic peptide PRCGVPD, which is a well conserved Cys-containing sequence  of the propeptide autoinhibitory domain of proMMPs. PRCGVPDS-glutathiolation is presumed to be formed through glutathione disulfide S-oxide (GS(O)SR), based on them/z 1064. Our results illustrate a unique mechanism of oxidative proMMP activation and oxidative tissue injury during inflammation.

LYHENNYKSIÄ:
Abbreviations:

ECM
    extracellular matrix , Extrasellularinen matriksi
MMP
    matrix metalloproteinase, matrixmetalloproteinaasi
proMMP
    precursors of MMP, MMP- edeltäjämolekyyli
IPF
    idiopathic pulmonary fibrosis, keuhkofibroosi
PCMB
    p-chloromercuribenzoate
NEM
    N-ethylmaleimide
PAGE
    polyacrylamide gel electrophoresis
HPLC
    high performance liquid chromatography
NAC
    N-acetyl l-cysteine
BSA
    bovine serum albumin
GSNO
    S-nitrosoglutathione
GSNO2
    S-nitroglutathione
MALDI-TOF MS
    matrix-assisted laser-desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry
CBB
    Coomassie Brilliant Blue
DTT
    dithiothreitol

    Received March 19, 2001.
    Revision received May 3, 2001.

    The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.