ELA1

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Pankreaselastase wird aus dem Pankreas von Tieren mittels wässriger Extraktion gewonnen und kann auch aus bakteriellen Kulturen durch wässrige Extraktion bei niedriger Temperatur isoliert werden. Pankreaselastase ist unter den proteolytischen Enzymen tierischen Gewebes insofern einzigartig, als sie das Skleroprotein Elastin rasch hydrolysiert. Aufgrund ihrer ausgeprägten Spezifität für den Elastinabbau wird Pankreaselastase mit Emphysem und Atherosklerose sowie mit Alterungsprozessen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass Pankreaselastase die bei akuter Pankreatitis beobachteten vaskulären Schädigungen verursacht.

Struktur

Pankreaselastase ist ein kompaktes globuläres Protein mit hydrophobem Kern. Das Enzym besteht aus drei Untereinheiten. Jede Untereinheit bindet ein Calciumion. Es gibt drei wesentliche Metallbindungsstellen an den Aminosäuren 77, 82 und 87. Die katalytische Triade im aktiven Zentrum wird durch drei über Wasserstoffbrücken verknüpfte Aminosäurereste (H71, D119, S214) gebildet, die für die Spaltaktivität aller Proteasen von zentraler Bedeutung sind. Das Protein besteht aus einer einzelnen Peptidkette mit 240 Aminosäuren und enthält vier Disulfidbrücken. Es weist eine hohe Sequenzidentität mit Pankreaselastasen anderer Spezies (z. B. Ratte) auf und teilt 86 % seiner Sequenz mit letzterer. Die enzymatische Aktivität beruht auf der spezifischen dreidimensionalen Konformation, die von der einzelnen Polypeptidkette eingenommen wird. Folglich geht die Aktivität infolge von Denaturierung und/oder Konformationsänderungen verloren.

Abbildung 1. Struktur der Pankreaselastase.

Chemische Eigenschaften

Anwendungen

Mutationen im CELA1-Gen werden als potenziell mit diffuser nicht-papillärer palmoplantarer Keratose (diffuse NEPPK) assoziiert diskutiert; die vermuteten Sequenzvarianten sind jedoch vollständig funktionell und zeigen keine starke Assoziation mit der Erkrankung. Kürzlich wurden spezifische Mutationen im KRT6C-Gen mit bestimmten Ausprägungen der diffusen NEPPK in Zusammenhang gebracht. Es wurde ein möglicher Polymorphismus im CELA1-Gen, das für dieses Protein kodiert, identifiziert. Auf Ebene der Sekundärstruktur manifestiert sich dieser Polymorphismus als Exzision einer kurzen CELA1-Sequenz. In der fehlenden Sequenz befinden sich die Schlüsselaminosäurereste Val-227 und Thr-239, die zur Substratspezifität der Elastase I beitragen (in Abbildung 3 hervorgehoben), sowie unter den acht Aminosäuren, die am primären Kontakt zu Elastin beteiligt sind. Die Bildung von fünf (Inhibitoren)/Elastase-Komplexen. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass Sequenzvarianten die Substratspezifität des Enzyms modifizieren und die Bindungsfähigkeit des Inhibitors aufheben können. Obwohl keine offensichtlichen pathogenen epidermalen Auffälligkeiten mit verkürzten ELA1-Varianten assoziiert sind, könnten Träger des Polymorphismus ein erhöhtes Risiko für häufige Hauterkrankungen wie Psoriasis und Ekzeme aufweisen. Die Rolle von ELA1 bei diesen häufigen epidermalen Erkrankungen).

Literatur

2. Talas U.; et al. Human elastase 1: evidence for expression in the skin and the identification of a frequent frameshift polymorphism. J. Invest. Dermatol. 2000, 114 (1): 165–70.

1. Its appearance is light yellow to dark yellow powder, but also light brown to dark brown liquid. It is soluble in water, insoluble in ethanol, and hygroscopic.
2. Pure pancreatic elastase, a single peptide chain composed of 240 amino acid residues, with a relative molecular mass of about 25,000 and an isoelectric point of 9.5.
3. Elastase can digest and decompose elastin in connective tissue proteins, including peptide bond, amide bond and ester bond for hydrolysis. The optimum pH value for action is 7.8, and the optimum action temperature is 25°C.
4. Elastase has obvious β-lipase effect, which can activate phospholipase A, lower serum cholesterol, improve serum lipids, lower plasma cholesterol and low-density lipoprotein, triglycerides, increase high-density lipoprotein and prevent Lipids deposit on the arterial wall and increase the elasticity of the arteries, and have anti-atherosclerosis and anti-fatty liver effects.
5. Elastase initially exists in the form of zymogen and becomes active after digestion.