Wat is collagenase?
Collagenasen zijn een categorie enzymen die de hydrolyse van collageen versnellen. Deze taak wordt volbracht door het verbreken van peptidebindingen in collageen, dat een vitaal onderdeel is van de extracellulaire matrix van dieren in vlees en bindweefsel in het lichaam. Collagenase helpt collageen te creëren door pro-collageen, de voorloper van collageen, te splitsen zodra het door de cel wordt uitgescheiden.
Collagenase werd voor het eerst geïdentificeerd in de jaren 1950 en het onderzoek vorderde snel. Dit resulteerde in de release ervan in de academische wereld als een commercieel isolaat in 1959. Tegen de jaren 1980 waren verschillende typen gescheiden en gekenmerkt door een aantal studies. Deze meerdere klassen verschilden in functie en samenstelling, maar ze deelden ook veel gemeenschappelijke functies.
Collagenase heeft een molecuulgewicht variërend van 68 kilodalton (kDa) tot 130 Kda vanwege verschillende groottes op basis van de klasse waartoe het isolaat behoort. De optimale pH voor stabiliteit varieert van ongeveer 6,3 tot 7,5 met een theoretisch iso-elektrisch punt van 5,62. Bovendien betekent zijn enzymatische activiteit dat vele verbindingen en moleculen het vermogen hebben om als zijn activator of remmer te werken. Ca 2+ en Zn 2+ ionen zijn bijvoorbeeld twee bekende activatoren. Anderzijds ethyleendiaminetetra-azijnzuur (EDTA), ethyleenglycol-tetra-azijnzuur (EGTA), cysteïne, histidine, dithiothreitol (DTT), 2-mercaptoethanol, o-fenanthroline, Hg 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ , Cu 2 + , en Zn 2+ zijn allemaal bekende remmers van collagenase-activiteit.
In de farmaceutische industrie heeft collagenase talloze toepassingen. Een dergelijke toepassing is het gebruik ervan voor de isolatie van cardiomyocyten uit bot, kraakbeen en spierweefsel. Een andere bekende toepassing is het gebruik ervan om de introductie van pathogenen in experimenten met biologische verwerking te stoppen. Bij het gebruik van collagenase in onderzoeksstudies gebruiken onderzoekers zeer gezuiverde preparaten die bij verschillende bedrijven zijn gekocht.
Er is ook gevonden dat collagenasen helpen bij de vernietiging van extracellulaire structuren in pathogene bacteriën. In de bacterie clostidium werkt collagenase bijvoorbeeld als een exotoxine, een toxine dat wordt uitgescheiden door een micro-organisme om schade aan de gastheer te veroorzaken door de normale cellulaire functies te verstoren. Het werkt dus als een virulentiefactor en helpt bij het verspreiden van gasgangreen door bindweefsel in spiercellen en andere lichaamsorganen te richten.
Binnen een organisme kan collagenaseproductie worden geïnduceerd tijdens een immuunrespons. Cytokines, die kleine cel-signalerende eiwitmoleculen zijn, stimuleren fibroblast- en osetoblastcellen, die indirecte weefselschade veroorzaken. Dit heeft geleid tot de goedkeuring van collagenasen voor twee medische toepassingen. Ten eerste is het gebruik van Santyl-zalf om dode huid van een wond te verwijderen. Het tweede gebruik is voor de behandeling van de contractuur van Duputren.