Proteinaseinhibitoren
Proteinaseinhibitoren
Synonym(e)
Anti-Proteinasen
Englischer Begriff
proteinase inhibitors
Definition
Gruppe von Plasmaproteinen, die im Plasma und Gewebe Proteinasen binden, diese inaktivieren und dadurch eine Proteolyse verhindern, wodurch Strukturproteine wie Kollagen und Elastin geschützt werden oder aber eine Aktivierung von Proenzymen (z. B. in der Gerinnungskaskade) verhindert wird.
Beschreibung
Es werden abhängig vom aktiven Zentrum 5 Klassen von Proteinasen unterschieden:
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Cystein-Proteinasen mit Cystein im aktiven Zentrum (Synonym Thiol-Proteinasen)
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Aspartat-Proteinasen mit einer Aspartat-Gruppe im aktiven Zentrum
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Metalloproteinasen mit Metallionen (z. B. Zn2+, Ca2+, Mn2+) im aktiven Zentrum
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Enzyme mit noch unbekannter Reaktionsseite
Einige Proteinaseinhibitoren haben eine weitgehende Spezifität gegenüber den Proteinaseklassen. Die wichtigsten Proteinaseinhibitoren des Serums gehören zu den Serin-Proteinaseinhibitoren (Serpine). Einige wichtige Serpine sind in Tab. 1 aufgelistet.
Tab. 1
Ausgewählte Serpine
Inhibitor | Primäre Zielenzyme | Akute-Phase-Protein | Molmasse (kDa) | Serumkonzentration (g/l) |
|---|---|---|---|---|
α1-Proteinaseinhibitor (α1-Antitrypsin) | Ja | 55 | 1,4–3,2 | |
α1-Antichymotrypsin | Cathepsin G Chymotrypsin | Ja | 69 | 0,3–0,6 |
Antithrombin | Faktor Xa | Nein | 65 | 0,2–0,7 |
α2-Antiplasmin | Plasmin | Ja | 70 | 0,04–0,08 |
C1-Inaktivator | C1r, C1s Komplementesterasen Plasmakallikrein Hagemann-Fragment β-HFa | Ja | 104 | 0,15–0,35 |
Andere Proteinaseinhibitoren sind gegenüber mehreren Proteinaseklassen wirksam, z. B. α2-Makroglobulin gegenüber Serin-, Thiol-, Aspartat- und Metalloproteinasen (Trypsin, Chymotrypsin, PMN-Elastase, Plasmin, Plasma-Kallikrein-Kinin-System).
Im Plasma Gesunder liegen die Proteinaseinhibitoren im Überschuss vor. Durch lokale Aktivierung der Enzyme bzw. Enzymsysteme kann es zum Proteinaseüberschuss kommen, der zur Zündung einer Aktivierungskaskade (z. B. Gerinnungssystem bei Überschuss von Thrombin bzw. Gerinnungsfaktor Xa [s. Gerinnungsfaktor X] gegenüber Antithrombin) bzw. zur lokalen Gewebezerstörung und Entzündungsreaktion (z. B. lokaler Überschuss an PMN-Elastase gegenüber α1-Proteinaseinhibitor) führen kann. Dem als Akute-Phase-Proteine gebildeten Proteinaseinhibitoren α1-Proteinaseinhibitor und α1-Antichymotrypsin fällt dabei die Hauptinhibitorfunktion für die Neutralisation von Proteinasen aus Lysosomen der Granulozyten zu. Das Inhibitorpotenzial von AT und C1-Inaktivator ist bei Verbrauchsreaktionen limitiert, da in der akuten Phase die Synthese nicht gesteigert wird. Hier kann durch Substitution dieser Proteinaseinhibitoren die Aktivierung der Proteasen (Gerinnungskaskade, Komplementkaskade) zurückgedrängt werden.
Literatur
Greiling H, Gressner AM (1994) Lehrbuch der Klinischen Chemie und Pathobiochemie, 3. Aufl. Schattauer Verlag, Stuttgart, S 231–232; 1271–1272