Granzymes constă exclusiv din serin proteaze găsite în principal în granule a celulelor NK și a celulelor T citotoxice ale sistemului imunitar înnăscut și dobândit. Granzimele sunt eliberate prin degranulare după recunoașterea unei celule infectate cu viruși, o celulă tumorală sau chiar celule de țesut străin transplantat. Granzimele eliberate declanșează moartea celulară programată a celulei țintă după perforină, de asemenea eliberată din granule, a creat mici porturi de intrare pentru granzime în membrana celulara.
Ce sunt granzimele?
Termenul granzyme este un acronim derivat din cuvinte granule și enzime. Granulele sunt mici globule intracelulare de granulocite care sunt vizibile la microscop. Similar cu lizozomii mai mari, acestea sunt incluziuni celulare care, în cazul celulelor NK (celule ucigașe naturale) și celulelor T citotoxice, conțin serin proteaze și perforine. Perforinele sunt proteine care poate liza membranele celulare pentru a crea mici găuri (pori) pentru ca granzima B să intre. Inițiază degradarea ADN-ului din celula atacată, declanșând moartea celulară programată sau apoptoza. Atâta timp cât granulele se află în citoplasma celulelor imune, acestea sunt înconjurate de o membrană care previne contactul periculos al conținutului cu citoplasma. La contactul cu o celulă care este recunoscută ca demnă de atac, apare degranularea, în cursul căreia granulele și conținutul lor sunt expulzate din celula NK sau celula T toxică prin exocitoză. Conținutul lor este apoi eliberat în spațiul extracelular, imediat în fața celulei țintă.
Anatomie și structură
Granzimele sau serin proteazele formează o subfamilie a peptidazelor. Peptidazele sunt enzime care pot descompune peptidele (lanț extrem de scurt proteine de sub 100 aminoacizi) și proteine în fragmente de peptide sau aminoacizi individuali. O trăsătură caracteristică a serinei protează este triada sa catalitică în locul activ al moleculei. Se formează din acid aspartic, histidină și serină, fiecare dintre ale cărui resturi de aminoacizi sunt legate de hidrogen legături. Merită menționat faptul că unul dintre cei trei aminoacizi formarea triadei catalitice poate fi departe de celelalte două din modelul bidimensional, iar apropierea spațială necesară se obține numai prin desfășurarea moleculei în structura sa terțiară. Granzyme B, care inițiază moartea celulară programată după penetrare prin membrana perforată a celulei țintă prin întreruperea ADN-ului, este codificată de GZMB genă. Perforina, care este prezentă și în granulele granulocitelor, este o proteină citolitică care se poate integra în membrana celulei țintă și poate forma pori mici (porturi de acces pentru proteaze).
Funcția și rolurile
Cea mai importantă sarcină a granzimelor este degradarea ADN-ului celulelor atacate sau modificarea acestuia în așa fel încât, în cazul celulelor infectate cu virus, ARN-ul viral să nu se mai poată replica, oprind astfel inițial producția de virus. În cazul celulelor tumorale, intervenția în ADN-ul lor dezactivează mai întâi capacitatea lor de a se diviza și apoi le induce apoptoza. Apoptoza are loc în conformitate cu procese fixate genetic și este concepută în așa fel încât să poată fi reciclate cât mai multe fragmente și să fie disponibile metabolismului pentru reconstrucția celulelor sau pentru utilizarea ulterioară în producția de energie. Poate deveni problematic dacă celulele nu sunt recunoscute ca țesut propriu al corpului și sunt eliberate de celule imune pentru atac. Acest lucru duce apoi la reacții autoimune. Pentru ca granzimele să își îndeplinească funcția principală, acestea trebuie eliberate în spațiul extracelular în imediata vecinătate a celulei țintă prin procesul de exocitoză, iar perforinele, care sunt eliberate, trebuie să perforeze membrana celulei țintă prin liza astfel încât granzimele să poată trece prin membrană pentru a-și exercita efectul în citosol și citosol nuclear. Granzima B inițiază astfel apoptoza printr-un proces de inițiere. Rolul granzimei B în acest proces este pur și simplu de a cliva propria caspază a celulei CPP 32, o enzimă care declanșează un lanț de evenimente enzimatice care se termină în cele din urmă în apoptoză și, astfel, în distrugerea completă a celulei.
Boli
Eficacitatea imunologică a granzimelor este legată de unele condiții prealabile sau condiții care trebuie să apară, ceea ce înseamnă că anomaliile din condițiile prealabile pot avea un efect direct asupra eficacității granzimelor. Cu toate acestea, pot fi și tulburări ale granzimelor conduce la simptome similare. De exemplu, un defect genetic care determină limfohistiocitoza hemofagocitară (HLH) duce pur și simplu la sinteza defectuoasă a perforinei, care declanșează o serie de simptome grave ale bolii, inclusiv splenomegalie, fagocitoză proprie a pacientului sânge celule, și multe altele. Se observă, de asemenea, forme secundare ale bolii, care pot fi cauzate de infecții virale sau bacteriene sau de un anumit tip leucemie. În mod similar, sigur boală autoimună, cum ar fi reumatoidele artrită și lupus ritematos sistemic, pot apărea. HLH dobândit este însoțit de un nivel ridicat febră care durează mai mult de șapte zile, icter, edem, piele erupții cutanate și alte simptome. O boală foarte rară asociată cu enzima B este Rasmussen encefalită, care afectează în principal copii sub vârsta de 10 ani. Implică cronică severă inflamaţie într-una din cele două emisfere ale creier. Crize de epilepsie, tulburări de vorbire, iar paralizia brațelor și picioarelor apare de obicei mai târziu în cursul bolii. Cauza este probabil celulele T killer citotoxice direcționate greșit care atacă celulele din creier cu enzima B.
