Los dominios de Kunitz son los dominios activos de proteínas que inhiben la función de enzimas degradantes de proteínas o, más específicamente, los dominios de tipo Kunitz son inhibidores de proteasa . Son relativamente pequeños con una longitud de aproximadamente 50 a 60 aminoácidos y un peso molecular de 6 kDa . Ejemplos de inhibidores de proteasa de tipo Kunitz son aprotinina (inhibidor de tripsina pancreática bovina, BPTI), proteína precursora amiloide de Alzheimer (APP) e inhibidor de la vía del factor tisular (TFPI). Inhibidor de proteasa Kunitz STI , el inhibidor de tripsina inicialmente estudiado por Moses Kunitz, se extrajo de la soja .
Kunitz / dominio inhibidor de tripsina pancreática bovina | ||||||||||
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Identificadores | ||||||||||
Símbolo | Kunitz_BPTI | |||||||||
Pfam | PF00014 | |||||||||
InterPro | IPR002223 | |||||||||
PROSITE | PDOC00252 | |||||||||
SCOP2 | 5pti / SCOPe / SUPFAM | |||||||||
CDD | cd00109 | |||||||||
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Los dominios independientes de Kunitz se utilizan como marco para el desarrollo de nuevos fármacos . [2]
Estructura
La estructura es un pliegue alfa + beta rico en disulfuro . El inhibidor de tripsina pancreática bovina es una estructura modelo ampliamente estudiada. Ciertos miembros de la familia son similares al péptido anticoagulante de las garrapatas (TAP, P17726 ). Este es un inhibidor altamente selectivo del factor Xa en las vías de coagulación sanguínea. [3] Las moléculas TAP son altamente dipolares , [4] y están dispuestas para formar una hoja beta antiparalela de dos hebras retorcida seguida de una hélice alfa . [3]
La mayoría de las secuencias que tienen este dominio pertenecen a la familia I2 de inhibidores de MEROPS , clan IB; de la familia de inhibidores de tripsina pancreática bovina / Kunitz, inhiben las proteasas de la familia S1 [5] y están restringidas a los metazoos con una única excepción: entomopoxvirus Amsacta moorei , una especie de poxvirus . Son proteínas alfa / beta cortas (alrededor de 50 a 60 residuos de aminoácidos) con pocas estructuras secundarias. El pliegue está limitado por tres enlaces disulfuro. El tipo de ejemplo para esta familia es BPTI [6] (o inhibidor de la proteasa básica), pero la familia incluye muchos otros miembros, [7] [8] [9] [10] como la proteasa básica del veneno de serpiente; inhibidores de inter-alfa-tripsina de mamíferos ; tripstatina , un inhibidor de tripsina de mastocitos de rata; un dominio que se encuentra en una forma empalmada alternativamente de la proteína beta amiloide de Alzheimer; dominios en los extremos C de las cadenas alfa-1 y alfa-3 de los colágenos de tipo VI y de tipo VII ; precursor del inhibidor de la vía del factor tisular; e inhibidor de la proteasa Kunitz STI contenido en semillas de leguminosas .
Desarrollo de fármacos
Los dominios de Kunitz son estables como péptidos independientes , capaces de reconocer estructuras de proteínas específicas y también funcionan como inhibidores de proteasa competitivos en su forma libre. Estas propiedades han llevado a intentos de desarrollar fármacos biofarmacéuticos a partir de los dominios de Kunitz. Los dominios candidatos se seleccionan de bibliotecas moleculares que contienen más de 10 millones de variantes con la ayuda de técnicas de presentación como la presentación de fagos , [11] y pueden producirse a gran escala mediante organismos modificados genéticamente .
El primero de estos fármacos que se comercializó fue el inhibidor de la calicreína ecallantida , utilizado para el tratamiento del angioedema hereditario . [11] Fue aprobado en los Estados Unidos en 2009. [12] Otro ejemplo es depelestat , un inhibidor de la elastasa de neutrófilos que se sometió a ensayos clínicos de fase II para el tratamiento del síndrome de dificultad respiratoria aguda en 2006/2007 [13] y también se ha descrito como un posible tratamiento inhalable de la fibrosis quística . [14]
Ejemplos de
Las proteínas humanas que contienen este dominio incluyen:
- La MAPA , APLP2 , APP
- COL6A3 , COL7A1 , COL28A1
- PAPLN ,
- SPINLW1 , SPINT1 , SPINT2 , SPINT3 , SPINT4
- TFPI , TFPI2
- WFDC6 , WFDC8 , WFIKKN1 , WFIKKN2
Varios inhibidores de proteasas vegetales de la familia Kunitz, la familia de proteínas Kunitz-STI , incluyen un pliegue en forma de trébol beta . [15]
Referencias
- ^ PDB : 1KTH ; Arnoux B, Ducruix A, Prangé T (julio de 2002). "Comportamiento anisotrópico del dominio de tipo Kunitz C-terminal de la cadena alfa3 del colágeno de tipo VI humano a resolución atómica (0,9 Å)" . Acta Crystallogr. D . 58 (Pt 7): 1252–4. doi : 10.1107 / S0907444902007333 . PMID 12077460 .
- ^ Nixon, AE; Madera, CR (2006). "Inhibidores de proteasas de proteínas modificadas". Opinión actual sobre descubrimiento y desarrollo de fármacos . 9 (2): 261–8. PMID 16566296 .
- ^ a b Antuch W, Güntert P, Billeter M, Hawthorne T, Grossenbacher H, Wüthrich K (septiembre de 1994). "Estructura de la solución de RMN de la proteína anticoagulante de garrapata recombinante (rTAP), un inhibidor del factor Xa de la garrapata Ornithodoros moubata". FEBS Lett . 352 (2): 251–7. doi : 10.1016 / 0014-5793 (94) 00941-4 . PMID 7925983 . S2CID 2280234 .
- ^ St Charles R, Padmanabhan K, Arni RV, Padmanabhan KP, Tulinsky A (febrero de 2000). "Estructura del péptido anticoagulante de garrapatas a una resolución de 1,6 A complejado con inhibidor de tripsina pancreática bovina" . Protein Sci . 9 (2): 265–72. doi : 10.1110 / ps.9.2.265 . PMC 2144540 . PMID 10716178 .
- ^ Rawlings ND, Barrett AJ, Tolle DP (2004). "Familias evolutivas de inhibidores de peptidasas" . Biochem. J . 378 (Pt 3): 705-16. doi : 10.1042 / BJ20031825 . PMC 1224039 . PMID 14705960 .
- ^ Wlodawer A, Housset D, Kim KS, Fuchs J, Woodward C (1991). "Estructura cristalina de un mutante Y35G de inhibidor de tripsina pancreática bovina". J. Mol. Biol . 220 (3): 757–770. doi : 10.1016 / 0022-2836 (91) 90115-M . PMID 1714504 .
- ^ Salier JP (1990). "Inhibidor de inter-alfa-tripsina: aparición de una familia dentro de la superfamilia de inhibidores de proteasa de tipo Kunitz". Trends Biochem. Sci . 15 (11): 435–439. doi : 10.1016 / 0968-0004 (90) 90282-G . PMID 1703675 .
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- ^ a b Lehmann, A (2008). "Ecallantide (DX-88), un inhibidor de la calicreína plasmática para el tratamiento del angioedema hereditario y la prevención de la pérdida de sangre en la cirugía cardiotorácica con bomba". Opinión de expertos sobre terapia biológica . 8 (8): 1187–99. doi : 10.1517 / 14712598.8.8.1187 . PMID 18613770 . S2CID 72623604 .
- ^ Dyax Corp. (2009). "Información completa de prescripción Kalbitor" (PDF) . Consultado el 2 de mayo de 2010 .
- ^ Número de ensayo clínico NCT00455767 para "Estudio de seguridad y eficacia de Depelestat en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA)" en ClinicalTrials.gov
- ^ Attucci, S; Gauthier, A; Korkmaz, B; Delépine, P; Martino, MF; Saudubray, F; Diot, P; Gauthier, F (2006). "EPI-hNE4, un inhibidor resistente a la proteólisis de elastasa de neutrófilos humanos y potencial fármaco antiinflamatorio para el tratamiento de la fibrosis quística". La Revista de Farmacología y Terapéutica Experimental . 318 (2): 803–9. doi : 10.1124 / jpet.106.103440 . PMID 16627747 . S2CID 1771342 .
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