Heparanase
| Heparanase | ||
|---|---|---|
| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 460 aa; 58 kDa | |
| Sekundär- bis Quartärstruktur | Heterodimer | |
| Präkursor | (540 aa; 65 kDa) | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Namen | HPSE ; HPR1; HPA; HPSE1; HSE1 | |
| Externe IDs | ||
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 3.2.-.-, Glycosidase | |
| Substrat | Heparansulfat-Proteoglykane | |
| Produkte | Heparansulfat + Proteoglykane | |
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | Hovergen | |
| Übergeordnetes Taxon | Eukaryoten | |
| Orthologe | ||
| Mensch | Maus | |
| Entrez | 10855 | 15442 |
| Ensembl | ENSG00000173083 | ENSMUSG00000035273 |
| UniProt | Q9Y251 | Q6YGZ1 |
| Refseq (mRNA) | NM_006665 | XM_982223 |
| Refseq (Protein) | NP_006656 | XP_987317 |
| Genlocus | Chr 4: 84.43 – 84.48 Mb | Chr 5: 100.92 – 100.96 Mb |
| PubMed-Suche | 10855 | 15442
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Heparanase (Synonyme: Heparansulfat-Endoglycosidase; Endo-β-D-glucuronidase) ist ein vom Körper gebildetes Enzym, eine Endoglycosidase, die spezifisch Heparansulfat-Ketten von Zelloberflächen- und Basalmembran-Heparansulfat-Proteoglycanen spaltet.[1] und an zahlreichen wichtigen biologischen Prozessen wie z. B. der Tumor-Invasion und Metastasierung beteiligt ist.[2][3]
Synthese
Heparanase wird zunächst als inaktives Proenzym von ca. 65 kDa gebildet. Aus diesem Proenzym wird proteolytisch ein 6 kDa-Fragment herausgeschnitten und die beiden entstehenden 8 kDa und 50 kDa-Fragmente bilden das aktive Heterodimer. Heparanase spaltet Heparansulfat und Heparin nur an wenigen definierten Schnittstellen der Polysaccharidkette.
Biologische Bedeutung und Hemmung
Heparansulfat-Proteoglykane (HS-PG) bilden eine Gruppe von komplexen Makromolekülen, die auf der Zelloberfläche der meisten Zellen, aber auch vor allem in allen Basalmembranen und in der extrazellulären Matrix exprimiert werden und unter anderem wichtige Aufgaben bei der Kontrolle der Zellproliferation und Differenzierung besitzen (z. B. als Korezeptoren von Cytokinen und Wachstumsfaktoren). Außerdem sind HS-PG wichtige Bestandteile der Basalmembran und kontrollieren nicht nur den Stoffaustausch (z. B. in der glomerulären Basalmembran) sondern auch die Zellmigration.
Im Rahmen von Entzündungs- und Immunreaktionen müssen Entzündungs- und Immunzellen, d. h. vor allem neutrophile Granulozyten, Monozyten und Lymphozyten aus den Blutgefäßen in das Entzündungsgebiet auswandern und hierfür die Basalmembranen überwinden. Für die Basalmembran-Passage ist es notwendig, die Basalmembran lokal abzubauen, insbesondere die Heparansulfat-Ketten der HS-PG. Dementsprechend wird das Enzym Heparanase von einer Reihe von Zelltypen, vor allem Leukozyten, Thrombozyten aber auch vielen Tumorzellen exprimiert.
Durch eine Hemmung der Heparanase lassen sich daher nicht nur Entzündungsreaktionen sondern auch die Invasion und Metastasierung von Tumoren hemmen. Die hohe Expression von Heparanase durch Tumorzellen ist ein prognostischer Marker z. B. beim Pankreas-Karzinom. Die Entwicklung geeigneter Heparanase-Inhibitoren bildet, insbesondere weil beim Menschen lediglich ein Gen für die Heparanase existiert, einen neuen interessanten Ansatz in der Tumortherapie.
Durch das Enzym Heparanase können außerdem auf Zelloberflächen, in der Basalmembran aber insbesondere in der Extrazellulären Matrix an Heparansulfat gebundene Cytokine und Wachstumsfaktoren (z. B. bFGF) freigesetzt werden und damit Prozesse wie die Angiogenese aber auch Wundheilungs- und Reparaturprozesse steuern.
Nachweis
Für die Messung der Heparanase-Aktivität ist seit kurzem ein Enzymimmunoassay verfügbar.
Weblinks
- Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB): Enzyme Nomenclature. Recommendations.
- ExPASy: Enzyme nomenclature database
Einzelnachweise
- ↑ S. B. Peterson, J. Liu: Multi-faceted substrate specificity of heparanase. In: Matrix biology : journal of the International Society for Matrix Biology. Band 32, Nummer 5, Juni 2013, S. 223–227, ISSN 1569-1802. doi:10.1016/j.matbio.2013.02.006. PMID 23499529.
- ↑ I. Vlodavsky, R. V. Iozzo, R. D. Sanderson: Heparanase: multiple functions in inflammation, diabetes and atherosclerosis. In: Matrix biology : journal of the International Society for Matrix Biology. Band 32, Nummer 5, Juni 2013, S. 220–222, ISSN 1569-1802. doi:10.1016/j.matbio.2013.03.001. PMID 23499526.
- ↑ A. Meirovitz, R. Goldberg, A. Binder, A. M. Rubinstein, E. Hermano, M. Elkin: Heparanase in inflammation and inflammation-associated cancer. In: The FEBS journal. Band 280, Nummer 10, Mai 2013, S. 2307–2319, ISSN 1742-4658. doi:10.1111/febs.12184. PMID 23398975. PMC 3651782 (freier Volltext).