إنزيم خفض فاعلية االأنسولين

إنزيم خفض فاعلية االأنسولين

معلومات عامة

جزء من	القائمة ... metalloenzyme, LuxS/M16 peptidase-like ^(en) [1] Peptidase M16, N-terminal domain, protein family ^(en) Peptidase M16, middle/third domain, protein family ^(en) Peptidase M16, C-terminal domain, protein family ^(en) Peptidase M16, zinc-binding site, protein family ^(en)
وُجد في الأصنوفة	إنسان عاقل[2]
يشفر بـ	إنزيم خفض فاعلية االأنسولين[2]
الوظيفة الجزيئية	القائمة ... nucleotide binding ^(en) [3] protein homodimerization activity ^(en) [4][5] virus receptor activity ^(en) [3] peptide binding ^(en) [6] ربط أيون الزنك[7][8][9] amyloid-beta binding ^(en) [7] insulin binding ^(en) [6][7][10] ربط أيون فلزي[3][11] ربط بروتيني[12][13][14] peptide hormone binding ^(en) [7] نشاط الببتيداز[3] ATPase activity ^(en) [7]
مكون الخلية	القائمة ... سيتوبلازم[3][15][16] عصارة خلوية[17][18][19] غشاء[3] غشاء خلوي[3] بيروكسيسوم[20] الفراغ خارج الخلية[3] cell surface ^(en) [17][21] cytosolic proteasome complex ^(en) [7] ميتوكندريون[19] نواة[15][22][23] خارج خلوي[17][18] peroxisomal matrix ^(en) [17]
العملية الحيوية	القائمة ... negative regulation of proteolysis ^(en) [7] insulin receptor signaling pathway ^(en) [24] insulin metabolic process ^(en) [25] bradykinin catabolic process ^(en) [8][26] determination of adult lifespan ^(en) [25] protein heterooligomerization ^(en) [7] hormone catabolic process ^(en) [17] amyloid-beta metabolic process ^(en) [17][18][27] تحلل بروتيني[3][11][28] positive regulation of protein oligomerization ^(en) [16] دخول الفيروس[29] أيض[3]
يتفاعل مادياً مع	Viroporin 3a ^(en) [30]
له جزء أو أجزاء	Peptidase M16, middle/third domain ^(en) [1] peptidase M16, N-terminal ^(en) [1] peptidase M16, zinc-binding site ^(en) [1] peptidase M16, C-terminal ^(en) [1]

تعديل - تعديل مصدري - تعديل ويكي بيانات

إنزيم خفض فاعلية االأنسولين أوإنزيم الأنسولين المهيني(بالإنجليزية: Insulin-degrading enzyme)‏، والمعروف أيضا باسم أي دي إي (IDE) هو انزيم بشري، أكتشفت طريقة تعديله حديثا.[31] حيث أستطاع فريق من عيادة مايو في جامعة فلوريدا من تطوير جزيئات (molecules) فاعلة من شأنها القيام بذلك القيام بمنع تكسر الأنسولين في الجسم.كطريقة واعدة لعلاج مرض السكري اعتمادا على منع تكسر الأنسولين في الجسم، وقد تم اكتشاف هذا الإنزيم في العام 1949.

الوظيفة

تم تحديد التركيبة الثلاثية الأبعاد لإنزيم قادر على «ضعضعة» قدرة الأنسولين، حيث ان هذا الإنزيم لا يتمكن في إضعاف وظيفة هذا هرمون الأنسولين فحسب وإنما يحط من قدرة البروتين الذي يحمل اسم «بيتا أميلويد» (Beta Amiloide) المتواطئ في تسبيب مرض الزهايمر.وعمل هذا الإنزيم هو مضاعفة نشاطه بنسبة 40 مرة ما يعطي المجتمع العلمي الضوء الأخضر لتطوير أدوية مستقبلية قادرة على إنتاج نفس المفعول الإنزيمي المعدل.الأمر الذي يساعد على بقاء هرمون الأنسولين لفترة أطول بالجسم مما يسمح له بإزالة الجلوكوز من الدم بشكل أكثر كفاءة وبالتالي السيطرة على داء السكري.و قام العلماء بتحديد سلسلة البيبتيدات (peptide sequence) التي يستطيع إنزيم خفض فاعلية االأنسولين تحليلها بشكل دقيق وفعال ثم تم إضافة مجموعة كيميائية خاصة إلى هذه السلسلة من البيبتيدات تستطيع الارتباط بجزيئات الزنك مما نتج عنه مركب جديد يسمى (IDE inhibitor 1) يمنع نشاط إنزيم خفض فاعلية االأنسولين.

المعروف أن الأنسوليسين (insulysin)أو البروتيني الانسوليني،) هو ملزم البروتيني كبير الزنك من فصيلة الفلزي (metalloprotease M16A) المعروف أنه يلصق البروتينات القصيرة المتعددة التي تختلف اختلافا كبيرا في تسلسل منظم. وقد تم تحديد إنزيم خفض فاعلية االأنسولين الأول من خلال قدرته على التحلل في السلسلة باء من هرمون الأنسولين. وقد لوحظ هذا النشاط أكثر من خمسين عاما مضت، [32] على الرغم من أن الإنزيم المسؤول خصيصا لB سلسلة الانقسام وحددت في الآونة الأخيرة.[33] ومنذ ذلك الحين أظهر إنزيم خفض فاعلية االأنسولين، الذي يهاجر في 110 كيلو دالتون خلال الكهربائي للهلام في ظل ظروف تغيير طبيعة، أنه ركيزة إضافية، في الببتيدات في الجلوكاجون، ألفا TGF ، و β-إندورفين.[34]

وقد حفز إنزيم خفض فاعلية االأنسولين اهتماما كبيرابانه يمكن أن يحلل بيتا اميلويد (Aβ)، الببتيد المتورطين في التسبب في مرض الزهايمر.[35] إن السبب الكامن وراء أو أسباب المرض غير واضحة، على الرغم من أن أمراض الأعصاب الأولية لوحظت بتشكلها في لويحات اميلويد والتشابك الليفي العصبي. واحدة آلية الافتراض من المرض، ودعا فرضية اميلويد، تشير إلى أن العامل المسبب هو Aβ الببتيد مسعور، والتي تشكل هياكل الرباعية التي، من خلال آلية غير واضحة، تتسبب في وفاة الخلايا العصبية. Aβ هو نتيجة ثانوية المتولدة نتيجة للمعالجة بروتين من بروتين اميلويد السلائف (APP) بواسطة البروتياز يشار إلى β γ و secretases . دور الفسيولوجية من هذه المعالجة غير واضح، على الرغم من أنها قد تلعب دورا في تطور الجهاز العصبي.[36]

ان العديدمن التجارب المختبرية والدراسات المجراة أظهرت علاقة بين إنزيم خفض فاعلية الأنسولين، مرض الزهايمر. حيث تظهر انخفاضا بنسبة 50٪ في تدهور Aβ، مما يؤدي إلى تراكم في الدماغي.[37][38] وعلى سطح الخلايا البطانية الوعائية.[39]

دراسات عمل الهيكل

الدراسات البنيوية في Aβ التي كتبها شين وآخرون.[40] وقد وفرت نظرة ثاقبة على آليات وظيفية عمل الأنزيم البروتيني. تذكرنا هيكل سبق تحديدها من pitrilysin البروتيني البكتيرية، والتركيب البلوري لإنزيم خفض فاعلية االأنسولين يكشف تعريف N وحدات محطة C التي تشكل الدائرة بروتين يحتوي على موقع نشط ملزم الزنك. وبالإضافة إلى ذلك، يبدو أن هذا الانزيم يمكن أن يتواجد في اثنين من التشكل: التشكل المفتوح، التي ركائزه تتمكن من الوصول إلى موقع نشط، وتشكيل مغلق، في الذي يرد داخل غرفة شكلت من قبل اثنين من المجالات المقعرة للموقع النشط. استهدفت الطفرات التي تحول دون نتيجة التشكيل المغلق في زيادة 40 مرة في النشاط التحفيزي. وبناء على هذه الملاحظة، وقد اقترح أن نهج العلاجية الممكنة لمرض الزهايمر قد تنطوي على تحويل تفضيل بتكوين جزئي من IDE إلى التشكيل المفتوح، وبالتالي زيادة تدهور Aβ، ومنع التجميع، و، من الناحية المثالية، ومنع فقدان الخلايا العصبية التي تؤدي إلى المرض الأعراض.و يقول العلماء أن المركب الجديد (IDE inhibitor 1) يعتبر أكثر قوة وفعالية من مانعات إنزيم (IDE) بمقدار مليون مرة ولكنهم بحاجة لإجراء المزيد من التعديلات على المركب حتى يمكن استخدامه بشكل علاجي بالإنسان.و يضيف العلماء أن منع نشاط إنزيم (IDE) يسمح للأنسولين بالبقاء لفترة أطول بالجسم مما يساعد على إزالة الجلوكوز من الدم كما أن المركبات الجديدة تساعد على تطوير فئة جديدة من العقاقير لعلاج داء السكري والعديد من الأمراض المرتبطة باضطرابات الأنسولين حيث يرتبط الأنسولين بعدد كبير من العمليات مثل الذاكرة والمعرفة.

المراجع

1. "InterPro Release 71.0". 8 نوفمبر 2018.
2. مذكور في: يونيبروت. الوصول: 13 نوفمبر 2019. معرف يونيبروت: P14735. لغة العمل أو لغة الاسم: الإنجليزية.
3. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2019-05-09.
4. Wei-Jen Tang (31 Aug 2007). "Structure of substrate-free human insulin-degrading enzyme (IDE) and biophysical analysis of ATP-induced conformational switch of IDE" (بالإنجليزية). pp. 25453–63. Retrieved 2019-01-14.
5. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2019-01-14.
6. "In vitro degradation of insulin-like peptide 3 by insulin-degrading enzyme" (بالإنجليزية). Feb 2010. pp. 93–8. Retrieved 2019-05-09.
7. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2019-05-09.
8. Wei-Jen Tang (31 Aug 2007). "Structure of substrate-free human insulin-degrading enzyme (IDE) and biophysical analysis of ATP-induced conformational switch of IDE" (بالإنجليزية). pp. 25453–63. Retrieved 2019-05-09.
9. Wei-Jen Tang (22 May 2009). "Molecular Basis of Catalytic Chamber-assisted Unfolding and Cleavage of Human Insulin by Human Insulin-degrading Enzyme" (بالإنجليزية). pp. 14177–88. Retrieved 2019-05-09.
10. Andrzej Joachimiak (19 Oct 2006). "Structures of human insulin-degrading enzyme reveal a new substrate recognition mechanism" (بالإنجليزية). pp. 870–4. Retrieved 2019-05-09.
11. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2019-05-09.
12. "Insulin degrading enzyme is a cellular receptor mediating varicella-zoster virus infection and cell-to-cell spread" (بالإنجليزية). 20 Oct 2006. pp. 305–16. Retrieved 2017-02-14.
13. "Insulin degrading enzyme is a cellular receptor mediating varicella-zoster virus infection and cell-to-cell spread" (بالإنجليزية). 20 Oct 2006. pp. 305–16. Retrieved 2019-05-09.
14. Pierre Maechler (22 Aug 2007). "Regulation of insulin secretion by SIRT4, a mitochondrial ADP-ribosyltransferase" (بالإنجليزية). pp. 33583–33592. Retrieved 2019-05-09.
15. "Insulin-Degrading Enzyme Does Not Require Peroxisomal Localization for Insulin Degradation*" (بالإنجليزية). Aug 1997. pp. 3444–51. Retrieved 2019-05-09.
16. "Insulin-degrading enzyme regulates extracellular levels of amyloid beta-protein by degradation" (بالإنجليزية). 4 Dec 1998. pp. 32730–8. Retrieved 2019-05-09.
17. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2017-02-14.
18. "Insulin-degrading enzyme regulates extracellular levels of amyloid beta-protein by degradation" (بالإنجليزية). 4 Dec 1998. pp. 32730–8. Retrieved 2017-02-14.
19. Dennis J. Selkoe (1 Nov 2004). "Alternative translation initiation generates a novel isoform of insulin-degrading enzyme targeted to mitochondria" (بالإنجليزية). pp. 439–46. Retrieved 2017-02-14.
20. "Insulin-Degrading Enzyme Does Not Require Peroxisomal Localization for Insulin Degradation*" (بالإنجليزية). Aug 1997. pp. 3444–51. Retrieved 2017-02-14.
21. "Insulin degrading enzyme is a cellular receptor mediating varicella-zoster virus infection and cell-to-cell spread" (بالإنجليزية). 20 Oct 2006. pp. 305–16. Retrieved 2017-02-14.
22. Dennis J. Selkoe (1 Nov 2004). "Alternative translation initiation generates a novel isoform of insulin-degrading enzyme targeted to mitochondria" (بالإنجليزية). pp. 439–46. Retrieved 2019-05-09.
23. Johann Steiner (14 Dec 2007). "Regional and cellular distribution patterns of insulin-degrading enzyme in the adult human brain and pituitary" (بالإنجليزية). pp. 216–224. Retrieved 2019-05-09.
24. "Human insulin-degrading enzyme shares structural and functional homologies with E. coli protease III" (بالإنجليزية). 9 Dec 1988. pp. 1415–8. Retrieved 2019-05-09.
25. Kaj Blennow (1 Aug 2008). "Evidence that the gene encoding insulin degrading enzyme influences human lifespan" (بالإنجليزية). pp. 2370–8. Retrieved 2019-05-09.
26. Wei-Jen Tang (25 Feb 2011). "Ubiquitin is a novel substrate for human insulin-degrading enzyme" (بالإنجليزية). pp. 454–66. Retrieved 2019-05-09.
27. Wei-Jen Tang (31 Aug 2007). "Structure of substrate-free human insulin-degrading enzyme (IDE) and biophysical analysis of ATP-induced conformational switch of IDE" (بالإنجليزية). pp. 25453–63. Retrieved 2017-02-14.
28. "In vitro degradation of insulin-like peptide 3 by insulin-degrading enzyme" (بالإنجليزية). Feb 2010. pp. 93–8. Retrieved 2019-05-09.
29. "GOA". اطلع عليه بتاريخ 2019-05-09.
30. "BioGRID". اطلع عليه بتاريخ 2020-04-19.
31. "Entrez Gene: IDE insulin-degrading enzyme". مؤرشف من الأصل في 2010-12-05.
32. Mirsky IA, Broh-Kahn RH (1949). "The inactivation of insulin by tissue extracts. I. The distribution and properties of insulin inactivating extracts (insulinase)". Arch Biochem. ج. 20 ع. 1: 1–9. PMID:18104389.
33. Affholter JA, Fried VA, Roth RA (1988). "Human insulin-degrading enzyme shares structural and functional homologies with E. coli protease III". Science. ج. 242 ع. 4884: 1415–8. DOI:10.1126/science.3059494. PMID:3059494.
34. Wang DS, Dickson DW, Malter JS (2006). "beta-Amyloid Degradation and Alzheimer's Disease". J. Biomed. Biotechnol. ج. 2006 ع. 3: 58406. DOI:10.1155/JBB/2006/58406. PMC:1559921. PMID:17047308.
35. Kurochkin IV, Goto S (1994). "Alzheimer's beta-amyloid peptide specifically interacts with and is degraded by insulin degrading enzyme". FEBS Lett. ج. 345 ع. 1: 33–7. DOI:10.1016/0014-5793(94)00387-4. PMID:8194595.
36. Kerr ML, Small DH (2005). "Cytoplasmic domain of the beta-amyloid protein precursor of Alzheimer's disease: function, regulation of proteolysis, and implications for drug development". J. Neurosci. Res. ج. 80 ع. 2: 151–9. DOI:10.1002/jnr.20408. PMID:15672415.
37. Farris W, Mansourian S, Chang Y, Lindsley L, Eckman EA, Frosch MP, Eckman CB, Tanzi RE, Selkoe DJ, Guenette S (2003). "Insulin-degrading enzyme regulates the levels of insulin, amyloid beta-protein, and the beta-amyloid precursor protein intracellular domain in vivo". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. ج. 100 ع. 7: 4162–7. DOI:10.1073/pnas.0230450100. PMC:153065. PMID:12634421.
38. Duckworth WC, Bennett RG, Hamel FG (1998). "Insulin degradation: progress and potential". Endocr. Rev. ج. 19 ع. 5: 608–24. DOI:10.1210/er.19.5.608. PMID:9793760.
39. Lynch JA, George AM, Eisenhauer PB, Conn K, Gao W, Carreras I, Wells JM, McKee A, Ullman MD, Fine RE (2006). "Insulin degrading enzyme is localized predominantly at the cell surface of polarized and unpolarized human cerebrovascular endothelial cell cultures". J. Neurosci. Res. ج. 83 ع. 7: 1262–70. DOI:10.1002/jnr.20809. PMID:16511862.
40. Shen Y, Joachimiak A, Rosner MR, Tang WJ (2006). "Structures of human insulin-degrading enzyme reveal a new substrate recognition mechanism". Nature. ج. 443 ع. 7113: 870–4. DOI:10.1038/nature05143. PMID:17051221.

وصلات اضافية

• The ميروبس  [لغات أخرى]‏ online database for peptidases and their inhibitors: M16.002
• Insulin-Degrading+Enzyme في المكتبة الوطنية الأمريكية للطب نظام فهرسة المواضيع الطبية (MeSH).