metalloendopeptidasen

Metalloendopeptidasen sind eine Gruppe von Metalloproteasen, die Peptidbindungen innerhalb von Proteinen oder Polypeptiden spalten. Als Endopeptidasen schneiden sie Bindungen im Inneren einer Peptidkette, nicht am N- oder C-Terminus. Typischerweise benötigen sie ein Metallion als Cofaktor, meist Zn2+, das im aktiven Zentrum koordiniert wird. Das Metallion erleichtert die Aktivierung eines Wassermoleküls, das als Nukleophil dient und die Amidbindung hydrolisiert. Im aktiven Zentrum liegt häufig ein Motif wie HExxH oder HELGH vor; zwei Histidine koordinieren das Metall, während eine weitere Säure- oder Basefunktion (oft Glutamat) das Wassermolekül aktiviert.

Zu den bekanntesten Vertretern gehören die Matrix-Metalloproteinasen (MMPs), die extrazelluläre Matrixkomponenten wie Kollagen, Gelatine und Proteoglykane abbauen; die ADAM-Familie (a disintegrin and metalloproteinase) sowie ADAMTS (ADAM with thrombospondin motifs), die auch Ektodomain-Shedding regulieren. Weitere Vertreter sind Neprilysin (neutral endopeptidase) und verschiedene Thermolysin-ähnliche Enzyme. Die unterschiedlichen Familien unterscheiden sich durch Strukturmodule und Substratspektrum, teilen aber das zentrale Zn2+-abhängige katalytische Prinzip.

Physiologisch sind Metalloendopeptidasen an Gewebeumbau, Knochenremodellierung, Embryonalentwicklung und Signalaustausch beteiligt. Pathologisch tragen sie zu Entzündungen, Arthrose, Tumorinvasion und Metastasierung bei, indem sie Gewebe abbauen oder Signale verändern. Ihre Aktivität wird durch TIMPs (Tissue Inhibitors of Metalloproteinases) reguliert; Chelatoren wie EDTA können Enzyme durch Entfernen des Metallions inhibieren.