Astacin

Las astacinas son una familia de metaloendopeptidasas multidominio que se secretan o se anclan a la membrana. ^{[ 1 ]} Estas metalopeptidasas pertenecen a la familia de peptidasas MEROPS M12, subfamilia M12A (familia de astacinas, clan MA(M)). El plegamiento proteico del dominio peptidasa para los miembros de esta familia se asemeja al de la termolisina , el ejemplo tipo del clan MA, y los residuos predichos del sitio activo para los miembros de esta familia y la termolisina se encuentran en el motivo HEXXH. ^{[ 2 ]}

La familia de metaloendopeptidasas astacinas (EC 3.4.24.21) abarca una gama de proteínas que se encuentran desde la hidra hasta los humanos, en sistemas maduros y en desarrollo. ^{[ 3 ]} Sus funciones incluyen la activación de factores de crecimiento , la degradación de polipéptidos y el procesamiento de proteínas extracelulares . ^{[ 3 ]} Las proteínas se sintetizan con secuencias señal N-terminales y proenzimas, y muchas contienen múltiples dominios C-terminales al dominio proteasa . Son secretadas por las células o están asociadas a la membrana plasmática .

La molécula de astacina adopta una forma de riñón, con una profunda hendidura en el sitio activo entre sus dominios N- y C-terminales . ^{[ 4 ]} El ion zinc , que se encuentra en el fondo de la hendidura, exhibe un modo de unión pentacoordinado único, que involucra 3 residuos de histidina , una tirosina y una molécula de agua (que también está unida a la cadena lateral carboxilato de Glu93). ^{[ 4 ]} El dominio N-terminal comprende 2 hélices alfa y una lámina beta de 5 hebras . La topología general de este dominio es compartida por la termolisina, una endopeptidasa de zinc arquetípica . Los dominios de proteasa de astacina también comparten características comunes con las serralisinas , las metaloendopeptidasas de matriz y las proteasas del veneno de serpiente ; escinden enlaces peptídicos en polipéptidos como la cadena B de la insulina y la bradicinina , y en proteínas como la caseína y la gelatina ; y tienen actividad arilamidasa. ^{[ 3 ]}

En 1965, R. Zwilling observó durante su trabajo de doctorado que la oncósfera de la tenia del ratón Hymenolepis diminuta eclosionaba fácilmente in vitro en presencia del fluido digestivo de su huésped intermedio Tenebrio molitor (escarabajo de la harina). Después de la digestión de su cubierta proteica, la oncósfera comenzó sus típicos movimientos de gancho. El mismo efecto no se pudo lograr con tripsina bovina, lo que planteó la pregunta de con qué diferentes proteasas podrían los animales invertebrados digerir su dieta proteica. Esto era desconocido en ese momento. ^{[ 5 ]} De los pequeños escarabajos Tenebrio no se pudo obtener suficiente fluido digestivo para estudios prolongados. Pero de cultivos grandes de cangrejos de río (Astacus astacus) fue posible recolectar hasta 100-200 ml de jugo gástrico de los animales vivos introduciendo un capilar de vidrio a través de la probóscide hasta el cardias (estómago). A partir del fluido marrón oscuro resultante, las fracciones proteolíticas se purificaron mediante cromatografía de filtración en gel, cromatografía de intercambio aniónico y cromatografía de afinidad hasta un alto grado. El material liofilizado obtenido de esta manera ha sido la base de todos los estudios posteriores sobre la astacina del cangrejo de río, incluyendo la elucidación de la secuencia de aminoácidos, la organización genómica y la configuración espacial. Con base en su estructura primaria, una fracción proteolítica de Astacus representó obviamente una proteína desconocida y se denominó Astacina . ^{[ 6 ] [ 7 ]} Además de la astacina, el cangrejo de río posee una tripsina de invertebrados, pero no pepsina. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Poco después, Wozney et al. ^{[ 8 ]} demostraron que la secuencia de astacina se inserta en la proteína morfogenética ósea humana (BMP) con homología significativa.

Las proteínas que contienen el dominio astacina incluyen:

• Metaloendopeptidasa similar a la astacina (ASTL)
• Proteína morfogenética ósea 1 (BMP1)
• Subunidad alfa de meprina A (MEP1A)
• Subunidad beta de la meprina A (MEP1B)
• Proteína similar a Tolloid 1 (TLL1)
• Proteína similar a Tolloid 2 (TLL2)

• Familia MEROPS M12