แกรนไซม์: โครงสร้างหน้าที่และโรค

แกรนไซม์ประกอบด้วยโปรตีเอสซีรีนโดยเฉพาะที่พบใน เม็ด ของเซลล์ NK และเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและระบบภูมิคุ้มกันที่ได้รับ แกรนไซม์จะถูกปลดปล่อยโดยการย่อยสลายเมื่อรับรู้ถึงเซลล์ที่ติดเชื้อ ไวรัสเซลล์เนื้องอกหรือแม้แต่เซลล์ของเนื้อเยื่อแปลกปลอมที่ปลูกถ่าย แกรนไซม์ที่ปล่อยออกมาจะกระตุ้นการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ของเซลล์เป้าหมายหลังจากเพอร์ฟอรินซึ่งถูกปล่อยออกมาเช่นกัน เม็ดได้สร้างพอร์ตรายการเล็ก ๆ สำหรับแกรนไซม์ลงในไฟล์ เยื่อหุ้มเซลล์.

Granzymes คืออะไร?

คำว่า granzyme เป็นคำย่อที่มาจากคำ เม็ด และ เอนไซม์. แกรนูลเป็นทรงกลมขนาดเล็กภายในเซลล์ของแกรนูโลไซต์ที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คล้ายกับไลโซโซมที่มีขนาดใหญ่กว่าคือการรวมเซลล์ซึ่งในกรณีของเซลล์ NK (เซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ) และเซลล์ T cytotoxic ประกอบด้วยโปรติเอสซีรีนและเพอร์ฟอริน Perforins คือ โปรตีน ที่สามารถดูดซับเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อสร้างรูเล็ก ๆ (รูขุมขน) เพื่อให้แกรนไซม์บีเข้า เริ่มต้นการย่อยสลายของดีเอ็นเอในเซลล์ที่ถูกโจมตีกระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้หรือการตายของเซลล์ ตราบใดที่แกรนูลอยู่ในไซโทพลาสซึมของเซลล์ภูมิคุ้มกันพวกมันจะถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนที่ป้องกันการสัมผัสที่เป็นอันตรายของเนื้อหากับไซโทพลาซึม เมื่อสัมผัสกับเซลล์ที่ได้รับการยอมรับว่าควรค่าแก่การโจมตีการย่อยสลายจะเกิดขึ้นในระหว่างที่แกรนูลและเนื้อหาถูกขับออกจากเซลล์ NK หรือเซลล์ T ที่เป็นพิษโดย exocytosis จากนั้นเนื้อหาของพวกเขาจะถูกปล่อยออกสู่อวกาศนอกเซลล์ทันทีที่ด้านหน้าของเซลล์เป้าหมาย

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

แกรนไซม์หรือซีรีนโปรตีเอสก่อตัวเป็นวงศ์ย่อยของเพปทิเดส เปปทิเดสคือ เอนไซม์ ที่สามารถสลายเปปไทด์ (สายโซ่สั้นมาก โปรตีน น้อยกว่า 100 กรดอะมิโน) และโปรตีนเป็นชิ้นส่วนเปปไทด์หรือกรดอะมิโนแต่ละตัว คุณลักษณะเฉพาะของซีรีนโปรตีเอสคือตัวเร่งปฏิกิริยาสามตัวในบริเวณที่ใช้งานของโมเลกุล มันถูกสร้างขึ้นจาก กรดแอสปาร์ติก, ฮิสทิดีนและซีรีนซึ่งกรดอะมิโนตกค้างแต่ละชนิดเชื่อมโยงกัน ไฮโดรเจน พันธบัตร. เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าหนึ่งในสาม กรดอะมิโน การสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาสามตัวอาจอยู่ห่างไกลจากอีกสองตัวในแบบจำลองสองมิติและได้รับความใกล้ชิดเชิงพื้นที่ที่จำเป็นโดยการคลี่โมเลกุลออกเป็นโครงสร้างตติยภูมิเท่านั้น Granzyme B ซึ่งเริ่มต้นการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้หลังจากการเจาะผ่านเยื่อพรุนของเซลล์เป้าหมายผ่านการหยุดชะงักของ DNA จะถูกเข้ารหัสโดย GZMB ยีน. เพอร์ฟอรินซึ่งมีอยู่ในแกรนูลของแกรนูโลไซต์เป็นโปรตีนเซลล์ที่สามารถรวมเข้ากับเมมเบรนของเซลล์เป้าหมายและสร้างรูพรุนเล็ก ๆ (เข้าถึงพอร์ตสำหรับโปรตีเอส)

หน้าที่และบทบาท

งานที่สำคัญที่สุดของแกรนไซม์คือการย่อยสลายดีเอ็นเอของเซลล์ที่ถูกโจมตีหรือแก้ไขในลักษณะที่ในกรณีของเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสอาร์เอ็นเอของไวรัสจะไม่สามารถทำซ้ำได้อีกต่อไปดังนั้นในขั้นต้นจึงหยุดการผลิตไวรัส ในกรณีของเซลล์เนื้องอกการแทรกแซงในดีเอ็นเอของพวกเขาจะปิดใช้งานความสามารถในการแบ่งตัวก่อนแล้วจึงทำให้เกิดการตายของเซลล์ การตายของเซลล์เกิดขึ้นตามกระบวนการที่คงที่ทางพันธุกรรมและได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และมีไว้สำหรับการเผาผลาญเพื่อสร้างเซลล์ใหม่หรือเพื่อใช้ในการผลิตพลังงานต่อไป อาจกลายเป็นปัญหาได้หากเซลล์ไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นเนื้อเยื่อของร่างกายและถูกปล่อยออกมาโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อโจมตี สิ่งนี้นำไปสู่ปฏิกิริยาแพ้ภูมิตัวเอง เพื่อให้แกรนไซม์สามารถทำหน้าที่หลักได้พวกมันจะต้องถูกปล่อยออกไปในช่องว่างนอกเซลล์ในบริเวณใกล้เคียงกับเซลล์เป้าหมายผ่านกระบวนการเอ็กโซไซโทซิสและเพอร์ฟอรินซึ่งจะถูกปล่อยออกมาด้วยจะต้องเจาะเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมายโดย lysis เพื่อให้แกรนไซม์สามารถผ่านเมมเบรนเพื่อให้เกิดผลในไซโตซอลและไซโทซอลนิวเคลียร์ Granzyme B จึงเริ่มการตายของเซลล์โดยกระบวนการเริ่มต้น บทบาทของแกรนไซม์บีในกระบวนการนี้เป็นเพียงการแยกคาสเปส CPP 32 ของเซลล์ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดเหตุการณ์ของเอนไซม์ที่ทำให้เกิดการตายของเซลล์ในที่สุดและทำให้เซลล์ถูกทำลายอย่างสมบูรณ์

โรค

ประสิทธิภาพทางภูมิคุ้มกันของแกรนไซม์นั้นเชื่อมโยงกับข้อกำหนดเบื้องต้นหรือเงื่อนไขบางประการที่ต้องเกิดขึ้นซึ่งหมายความว่าความผิดปกติในข้อกำหนดเบื้องต้นอาจมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของแกรนไซม์ อย่างไรก็ตามความผิดปกติของแกรนไซม์เองก็สามารถเช่นกัน นำ อาการที่คล้ายกัน ตัวอย่างเช่นความบกพร่องทางพันธุกรรมที่ก่อให้เกิดเม็ดเลือดขาวเม็ดเลือดขาว (HLH) ส่งผลให้การสังเคราะห์เพอร์ฟอรินมีข้อบกพร่องซึ่งก่อให้เกิดอาการของโรคร้ายแรงหลายอย่างรวมถึงม้ามโตเซลล์ฟาโกไซโทซิสของผู้ป่วยเอง เลือด เซลล์และอื่น ๆ อีกมากมาย นอกจากนี้ยังสังเกตเห็นรูปแบบทุติยภูมิของโรคซึ่งอาจเกิดจากการติดเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียหรือโดยเฉพาะ โรคมะเร็งในโลหิต. ในทำนองเดียวกันแน่นอน โรคภูมิต้านตนเองเช่นรูมาตอยด์ โรคไขข้อ และโรคลูปัส rythematosus ที่เป็นระบบสามารถเกิดขึ้นได้ HLH ที่ได้มานั้นมาพร้อมกับความสูง ไข้ นานกว่าเจ็ดวัน ดีซ่าน, อาการบวมน้ำ, ผิว ผื่นและอาการอื่น ๆ โรคที่หายากมากที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ B คือ Rasmussen โรคไข้สมองอักเสบซึ่งส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อเด็กที่อายุต่ำกว่า 10 ปีเป็นโรคเรื้อรังที่รุนแรง แผลอักเสบ ในหนึ่งในสองซีกของ สมอง. โรคลมชัก ความผิดปกติของคำพูดและอัมพาตของแขนและขามักเกิดขึ้นในภายหลังในช่วงที่เกิดโรค สาเหตุน่าจะเป็นการส่งต่อเซลล์ T ของนักฆ่าที่เป็นพิษต่อเซลล์ผิดที่โจมตีเซลล์ของ สมอง ด้วยเอนไซม์บี