Enzima de conversie a angiotensinei - Angiotensin-converting enzyme
| Enzima de conversie a angiotensinei | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificatori | |||||||||
| CE nr. | 3.4.15.1 | ||||||||
| CAS nr. | 9015-82-1 | ||||||||
| Baze de date | |||||||||
| IntEnz | Vizualizare IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Intrare BRENDA | ||||||||
| EXPASy | Vedere NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Intrare KEGG | ||||||||
| MetaCyc | cale metabolică | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| Structuri PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Enzima de conversie a angiotensinei ( EC 3.4.15.1 ), sau ECA , este o componentă centrală a sistemului renină-angiotensină (RAS), care controlează tensiunea arterială prin reglarea volumului de fluide din organism. Convertește hormonul angiotensină I în vasoconstrictor activ angiotensina II . Prin urmare, ECA crește indirect tensiunea arterială provocând constricția vaselor de sânge. Inhibitorii ECA sunt utilizați pe scară largă ca medicamente farmaceutice pentru tratamentul bolilor cardiovasculare .
Enzima a fost descoperită de Leonard T. Skeggs Jr. în 1956. Prima structură cristalină a testiculului uman ACE a fost rezolvată în anul 2002 de R. Natesh în laboratorul lui K. Ravi Acharya și lucrarea a fost publicată în revista Nature în Ianuarie 2003. Este localizat în principal în capilarele plămânilor, dar poate fi găsit și în celulele epiteliale endoteliale și renale .
Alte funcții mai puțin cunoscute ale ECA sunt degradarea bradikininei , a substanței P și a beta-proteinei amiloide .
Nomenclatură
ACE este, de asemenea, cunoscut sub următoarele nume:
- dipeptidil carboxipeptidaza I
- peptidaza P
- dipeptidă hidrolază
- peptidil dipeptidaza
- enzima de conversie a angiotensinei
- kininaza II
- enzima de conversie a angiotensinei I
- carboxycathepsin
- dipeptidil carboxipeptidaza
- "enzima de conversie a hipertensinei" peptidil dipeptidaza I
- peptidil-dipeptid hidrolaza
- peptidildipeptid hidrolaza
- peptidil dipeptidaza celulelor endoteliale
- peptidil dipeptidază-4
- PDH
- peptidil dipeptid hidrolaza
- DCP
- CD143
Funcţie
ACE hidrolizează peptidele prin îndepărtarea unei dipeptide de la capătul C-terminal. De asemenea, convertește angiotensina I decapeptidă inactivă în angiotensina II octapeptidă prin îndepărtarea dipeptidei His-Leu.
ECA este o componentă centrală a sistemului renină-angiotensină (RAS), care controlează tensiunea arterială prin reglarea volumului de lichide din organism.
Angiotensina II este un vasoconstrictor puternic într-o manieră dependentă de concentrația substratului. Angiotensina II se leagă de receptorul de angiotensină II de tip 1 (AT1) , care declanșează o serie de acțiuni care duc la vasoconstricție și, prin urmare, la creșterea tensiunii arteriale.
ECA face parte, de asemenea, din sistemul kinin-calicreină , unde degradează bradichinina , un vasodilatator puternic și alte peptide vasoactive.
Kininaza II este aceeași cu enzima de conversie a angiotensinei. Astfel, aceeași enzimă (ECA) care generează un vasoconstrictor (ANG II) elimină și vasodilatatoare (bradikinină).
Mecanism
ACE este o metaloproteinază de zinc . Ioniul de zinc este esențial pentru activitatea sa, deoarece participă direct la cataliza hidrolizei peptidice. Prin urmare, ECA poate fi inhibată de agenți de chelare a metalelor .
S-a constatat că reziduul E384 are o funcție duală. Mai întâi acționează ca bază generală pentru a activa apa ca nucleofil. Apoi acționează ca un acid general pentru a cliva legătura CN.
Funcția ionului clorură este foarte complexă și este foarte dezbătută. Activarea anionului prin clorură este o trăsătură caracteristică a ECA. S-a stabilit experimental că activarea hidrolizei prin clorură este foarte dependentă de substrat. Deși crește ratele de hidroliză, de exemplu, Hip-His-Leu, inhibă hidroliza altor substraturi, cum ar fi Hip-Ala-Pro. În condiții fiziologice, enzima atinge aproximativ 60% din activitatea sa maximă față de angiotensina I, în timp ce își atinge întreaga activitate spre bradikinină. Prin urmare, se presupune că funcția activării anionului în ECA oferă o specificitate ridicată a substratului. Alte teorii spun că clorura ar putea stabiliza structura generală a enzimei.
Genetica
Gena ACE, ACE , codifică două izozime . Izozima somatică este exprimată în multe țesuturi, în principal în plămâni, inclusiv celule endoteliale vasculare , celule epiteliale renale și celule Leydig testiculare , în timp ce germinalul este exprimat numai în spermă . Țesutul cerebral are enzimă ECA, care participă la RAS local și convertește Aβ42 (care se agregează în plăci) în forme Aβ40 (despre care se crede că este mai puțin toxică) de beta amiloid . Aceasta din urmă este în principal o funcție a porțiunii de domeniu N pe enzima ACE. Inhibitorii ECA care traversează bariera hematoencefalică și care au preferențial selectat activitatea N-terminală pot provoca acumularea de Aβ42 și progresia demenței.
Relevanța bolii
Inhibitorii ECA sunt utilizați pe scară largă ca medicamente farmaceutice în tratamentul afecțiunilor precum hipertensiunea arterială , insuficiența cardiacă , nefropatia diabetică și diabetul zaharat de tip 2 .
Inhibitorii ECA inhibă concurența ECA. Acest lucru are ca rezultat scăderea formării angiotensinei II și scăderea metabolismului bradikininei , ceea ce duce la dilatarea sistematică a arterelor și venelor și la scăderea tensiunii arteriale. În plus, inhibarea formării angiotensinei II diminuează secreția de aldosteron mediată de angiotensina II din cortexul suprarenal , ducând la o scădere a reabsorbției de apă și sodiu și o reducere a volumului extracelular .
Efectul ECA asupra bolii Alzheimer este încă foarte dezbătut. Pacienții cu Alzheimer prezintă de obicei niveluri mai ridicate de ECA în creier. Unele studii sugerează că inhibitorii ECA care sunt capabili să treacă bariera hematoencefalică (BBB) ar putea spori activitatea enzimelor majore de degradare a peptidei amiloid-beta, cum ar fi neprilysin în creier, rezultând o dezvoltare mai lentă a bolii Alzheimer. Cercetări mai recente sugerează că inhibitorii ECA pot reduce riscul apariției bolii Alzheimer în absența alelelor apolipoproteinei E4 (ApoE4) , dar nu vor avea niciun efect la purtătorii ApoE4. O altă ipoteză mai recentă este că nivelurile mai ridicate de ECA pot preveni Alzheimer. Se presupune că ECA poate degrada beta-amiloidul din vasele de sânge ale creierului și, prin urmare, poate ajuta la prevenirea progresiei bolii.
S-a stabilit o corelație negativă între frecvența alelei ACE1 D și prevalența și mortalitatea COVID-19 .
Patologie
- Niveluri crescute de ECA se găsesc și în sarcoidoză și sunt utilizate în diagnosticarea și monitorizarea acestei boli. Niveluri crescute de ECA se întâlnesc și în lepră , hipertiroidism , hepatită acută , ciroză biliară primară , diabet zaharat , mielom multiplu , osteoartrită , amiloidoză , boala Gaucher , pneumoconioză , histoplasmoză și tuberculoză miliară . Este, de asemenea, remarcat la unii pacienți cu psoriazis extins pe plăci.
- Nivelurile serice sunt scăzute în boala renală , boala pulmonară obstructivă și hipotiroidismul .
Influența asupra performanței atletice
Gena enzimei de conversie a angiotensinei are peste 160 de polimorfisme descrise din 2018.
Studiile au arătat că diferite genotipuri ale enzimei de conversie a angiotensinei pot duce la influențe variate asupra performanței atletice.
Polimorfismul rs1799752 I / D constă fie dintr-o inserție (I), fie din absența unei secvențe de 287 perechi de baze de alanină în intronul 16 al genei. Genotipul DD este asociat cu niveluri plasmatice mai ridicate ale proteinei ECA, genotipul DI cu niveluri intermediare și II cu niveluri mai mici. În timpul exercițiului fizic, datorită nivelurilor mai ridicate ale ECA pentru purtătorii de alele D, deci capacitatea mai mare de a produce angiotensină II, tensiunea arterială va crește mai repede decât pentru purtătorii de alele I. Acest lucru are ca rezultat o frecvență cardiacă maximă mai mică și o absorbție maximă mai mică de oxigen (VO 2max ). Prin urmare, purtătorii de alele D au un risc crescut de 10% de boli cardiovasculare. Mai mult, alela D este asociată cu o creștere mai mare a creșterii ventriculare stângi ca răspuns la antrenament comparativ cu alela I. Pe de altă parte, purtătorii de alele I prezintă de obicei o frecvență cardiacă maximă crescută datorită nivelurilor mai scăzute ale ACE, absorbției maxime mai mari de oxigen și, prin urmare, prezintă o performanță de rezistență îmbunătățită. Alela I se găsește cu frecvență crescută la alergătorii de distanță de elită, la vâsle și la bicicliști. Înotătorii la distanță scurtă arată o frecvență crescută a alelei D, deoarece disciplina lor se bazează mai mult pe forță decât rezistență.
Vezi si
- Inhibitori ai ECA
- Enzima de conversie a angiotensinei 2 (ACE2)
- Reacție de transfuzie hipotensivă
- Sistemul renină – angiotensină
Referințe
Lecturi suplimentare
- Niu T, Chen X, Xu X (2002). "Polimorfismul de inserție / ștergere a genei enzimei de conversie a angiotensinei și a bolilor cardiovasculare: implicații terapeutice". Droguri . 62 (7): 977–93. doi : 10.2165 / 00003495-200262070-00001 . PMID 11985486 . S2CID 46986772 .
- Roĭtberg GE, Tikhonravov AV, Dorosh ZV (2004). „[Rolul polimorfismului genei enzimei de conversie a angiotensinei în dezvoltarea sindromului metabolic]”. Terapevticheskiĭ Arkhiv . 75 (12): 72-7. PMID 14959477 .
- Vynohradova SV (2005). „[Rolul enzimei de conversie a angiotensinei gena I / D polimorfism în dezvoltarea tulburărilor metabolice la pacienții cu patologie cardiovasculară]”. T︠S︡itologii︠a︡ I Genetika . 39 (1): 63-70. PMID 16018179 .
- König S, Luger TA, Scholzen TE (octombrie 2006). "Monitorizarea proteazelor specifice neuropeptidelor: procesarea peptidelor proopiomelanocortinei adrenocorticotropină și a hormonului alfa-melanocitar care stimulează pielea" . Dermatologie experimentală . 15 (10): 751-61. doi : 10.1111 / j.1600-0625.2006.00472.x . PMID 16984256 . S2CID 32034934 .
- Sabbagh AS, Otrock ZK, Mahfoud ZR, Zaatari GS, Mahfouz RA și colab. (Martie 2007). "Polimorfismul genei enzimei de conversie a angiotensinei și frecvențele alelelor în populația libaneză: prevalența și revizuirea literaturii". Rapoarte de biologie moleculară . 34 (1): 47-52. doi : 10.1007 / s11033-006-9013-y . PMID 17103020 . S2CID 9939390 .
- Castellon R, Hamdi HK (2007). "Demistificarea polimorfismului ECA: de la genetică la biologie". Proiectare farmaceutică actuală . 13 (12): 1191–8. doi : 10.2174 / 138161207780618902 . PMID 17504229 .
- Lazartigues E, Feng Y, Lavoie JL (2007). „Cele două FACE ale sistemului tisular renină-angiotensină: implicație în bolile cardiovasculare”. Proiectare farmaceutică actuală . 13 (12): 1231-45. doi : 10.2174 / 138161207780618911 . PMID 17504232 .
linkuri externe
- Proteopedia Angiotensin-converting_enzyme - structura enzimei de conversie a angiotensinei în 3D interactiv
- Angiotensină + Conversie + enzimă la Biblioteca Națională de Medicină a SUA Rubricile subiectului medical (MeSH)
- Human ACE genomului localizare si ACE genei detalii pagina in Browser UCSC genomului .
