组织蛋白酶

组织蛋白酶是存在于所有动物和其他生物体中的蛋白酶（降解蛋白质的酶）。这个家族大约有十几个成员，它们的区别在于它们的结构、催化机制以及它们切割的蛋白质。大多数成员在溶酶体中发现的低pH值下被激活。因此，这个家族的活动几乎完全在这些细胞器中进行。但是，也有例外，例如组织蛋白酶K，它在骨吸收过程中由破骨细胞分泌后在细胞外起作用。组织蛋白酶在哺乳动物细胞更新中起着至关重要的作用。

组织蛋白酶涉及：

• 癌症，组织蛋白酶D是一种有丝分裂原，“它会减弱衰变趋化因子的抗肿瘤免疫反应，从而抑制树突细胞的功能”。组织蛋白酶B和L参与基质降解和细胞侵袭。
• 中风
• 创伤性脑损伤
• 阿尔茨海默病
• 关节炎
• 已发现埃博拉病毒、组织蛋白酶B和在较小程度上的组织蛋白酶L是病毒进入宿主细胞所必需的。
• 慢阻肺
• 慢性牙周炎
• 胰腺炎
• 几种眼部疾病：圆锥角膜、视网膜脱离、年龄相关性黄斑变性和青光眼。

这种蛋白质的缺乏与多种形式的半乳糖唾液酸中毒有关。恶性黑色素瘤转移性病变的裂解物中的组织蛋白酶A活性显着高于原发灶裂解物中。组织蛋白酶A在受肌肉萎缩症和去神经支配疾病中度影响的肌肉中增加。

组织蛋白酶B可作为β-分泌酶1发挥作用，裂解淀粉样前体蛋白以产生淀粉样β。作为肽酶C1家族成员的编码蛋白的过度表达与食道腺癌和其他肿瘤有关。组织蛋白酶B也与各种人类肿瘤的进展有关，包括卵巢癌。

组织蛋白酶D（一种天冬氨酰蛋白酶）似乎可以切割多种底物，例如纤连蛋白和层粘连蛋白。与其他一些组织蛋白酶不同，组织蛋白酶D在中性pH下具有一些蛋白酶活性。肿瘤细胞中这种酶的高水平似乎与更大的侵袭性有关。

组织蛋白酶K是最有效的哺乳动物胶原酶。组织蛋白酶K与骨质疏松症有关，骨质疏松症是一种骨密度降低导致骨折风险增加的疾病。破骨细胞是身体的骨吸收细胞，它们分泌组织蛋白酶K以分解胶原蛋白，胶原蛋白是骨骼非矿物质蛋白基质的主要成分。在其他组织蛋白酶中，组织蛋白酶K通过细胞外基质的降解在癌症转移中发挥作用。动脉粥样硬化小鼠组织蛋白酶S和K的基因敲除显示可减少动脉粥样硬化病变的大小。组织蛋白酶K在培养的内皮细胞中的表达受剪切应力的调节。组织蛋白酶K也被证明在关节炎中起作用。

小鼠组织蛋白酶L与人类组织蛋白酶V同源。小鼠组织蛋白酶L已被证明在小鼠的脂肪生成和葡萄糖耐受不良中起作用。组织蛋白酶L降解纤连蛋白、胰岛素受体(IR)和胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)。与野生型对照相比，组织蛋白酶L缺陷小鼠的脂肪组织较少、血清葡萄糖和胰岛素水平较低、胰岛素受体亚基较多、葡萄糖转运蛋白(GLUT4)和纤连蛋白较多。

五种环肽对人组织蛋白酶L、B、H和K显示出抑制活性。

酶谱是一种凝胶电泳，它使用与底物共聚的聚丙烯酰胺凝胶来检测酶活性。组织蛋白酶酶谱根据不同的组织蛋白酶通过与明胶底物共聚的聚丙烯酰胺凝胶的迁移来分离它们。电泳在非还原条件下进行，并且使用亮肽素保护酶免于变性。确定蛋白质浓度后，将等量的组织蛋白质装入凝胶中。然后允许蛋白质迁移通过凝胶。电泳后，将凝胶放入复性缓冲液中，以使组织蛋白酶恢复其天然构象。然后将凝胶放入特定pH值的活化缓冲液中，并在37°C下孵育过夜。该活化步骤允许组织蛋白酶降解明胶底物。当凝胶使用考马斯蓝染色剂染色时，仍含有明胶的凝胶区域呈蓝色。组织蛋白酶活跃的凝胶区域显示为白色条带。该组织蛋白酶酶谱协议已被用于检测飞摩尔数量的成熟组织蛋白酶K。不同的组织蛋白酶可以根据其分子量不同的迁移距离进行识别：组织蛋白酶K(~37kDa)、V(~35kDa)、S(~25kDa)和L(~20kDa)。组织蛋白酶具有特定的pH水平，在该水平下它们具有最佳蛋白水解活性。组织蛋白酶K能够在pH7和8下降解明胶，但这些pH水平不允许组织蛋白酶L和V活动。在pH4时，组织蛋白酶V是有活性的，但组织蛋白酶K没有活性。调整激活缓冲液的pH值可以进一步识别组织蛋白酶类型。