Co je kolagenáza?

Kolagenázy jsou kategorií enzymů, které urychlují hydrolýzu kolagenu. Tento úkol je splněn rozbitím peptidových vazeb v kolagenu, který je životně důležitou součástí zvířecí extracelulární matrix v těle a pojivové tkáni v těle. Kolagenáza pomáhá vytvářet kolagen štěpením pro-kolagenu, prekurzoru kolagenu, jakmile je sekretován buňkou.

Kolagenáza byla poprvé identifikována v 50. letech 20. století a výzkum rychle pokračoval. To vedlo k jeho propuštění do akademického světa jako komerčního izolátu v roce 1959. V 80. letech bylo několik typů odděleno a charakterizováno řadou studií. Tyto více tříd se lišily ve funkcích a složení, ale sdílely také mnoho společných funkcí.

Kolagenáza má molekulovou hmotnost pohybující se od 68 kilodaltonů (kDa) do 130 Kda kvůli rozdílným velikostem podle třídy, do které izolát patří. Optimální pH pro stabilitu se pohybuje od přibližně 6,3 do 7,5 s teoretickým izoelektrickým bodem 5,62. Navíc jeho enzymatická aktivita znamená, že četné sloučeniny a molekuly mají schopnost působit jako jeho aktivátor nebo inhibitor. Například ionty Ca ²⁺ a Zn ²⁺ jsou dva známé aktivátory. Na druhé straně kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA), kyselina ethylenglykoltetraoctová (EGTA), cystein, histidin, dithiothreitol (DTT), 2-merkaptoethanol, o-fenanthrolin, Hg ²⁺ , Pb ²⁺ , Cd ²⁺ , Cu ^{2 +} a Zn ²⁺ jsou všechny známé inhibitory aktivity kolagenázy.

Ve farmaceutickém průmyslu má kolagenáza řadu aplikací. Jednou takovou aplikací je její použití k izolaci kardiomyocytů z kostí, chrupavky a svalové tkáně. Další známou aplikací je její použití k zastavení zavádění patogenů do experimentů s biologickým zpracováním. Při použití kolagenázy ve výzkumných studiích vědci používají vysoce čištěné přípravky zakoupené od různých společností.

Bylo také zjištěno, že kolagenázy pomáhají při ničení extracelulárních struktur v patogenních bakteriích. Například v bakterii clostidium působí kolagenáza jako exotoxin, což je jakýkoli toxin vylučovaný mikroorganismem, který způsobuje poškození hostitele narušením normálních buněčných funkcí. Působí tedy jako virulenční faktor a pomáhá šířit plynovou gangrénu zaměřením na pojivovou tkáň ve svalových buňkách a jiných tělesných orgánech.

V rámci organismu může být během imunitní odpovědi vyvolána produkce kolagenázy. Cytokiny, což jsou malé buněčné signalizační proteinové molekuly, stimulují fibroblastové a osetoblastové buňky, což způsobuje nepřímé poškození tkáně. To vedlo ke schválení kolagenáz pro dvě lékařská použití. Prvním je použití Santylové masti k odstranění odumřelé kůže z rány. Druhé použití je pro léčbu Duputrenovy kontraktury.