Hyaluronan-Synthase

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Hyaluronsäure-Synthase (HAS) ist eine Art von Enzym, das sich in der Plasmamembran befindet und spezifisch im Prozess der Synthese von Hyaluronsäure (HA) wirken kann. 1993 klonte DeAngelis erfolgreich die erste HAS aus Gruppe A Streptokokken mithilfe der Transposon-Mutationsmethode, genannt spHAS (S.pyogenesHAS), was den Auftakt zu menschlichen Forschungen über HAS aus verschiedenen Quellen und mit unterschiedlichen Funktionen eröffnete. 1996 bestätigten 4 Labore in den Vereinigten Staaten nahezu gleichzeitig die HAS-cDNAs von Eukaryoten und bestätigten, dass das menschliche HAS-Gen eine Multigenfamilie ist, die 3 Isoenzyme kodiert: HAS1, HAS2 und HAS3. Die phasenweise Forschung zur eukaryotischen HAS hat die Biosynthese von HA erheblich gefördert. Jetzt ist die Synthese von HA durch ein einzelnes HAS-Protein in einigen Säugetierzellen und einigen eukaryotischen Zellen Realität geworden. Derzeit ist HA ein Produkt der von HAS katalysierten Synthese, und seine Präparate werden in der klinischen Praxis weit verbreitet eingesetzt. Das Enzym HAS, das eine Schlüsselrolle bei der Synthese von menschlichem HA spielt, hat jedoch gerade eine neue Phase der Forschung und Anwendung in Bezug auf seine biologische Funktion und klinische Anwendung betreten.

Abbildung 1. Proteinstruktur der Hyaluronsäure-Synthase.

Biologische Aktivität

Die Expression von HAS in verschiedenen Entwicklungsstadien. Wissenschaftler haben die Expression von HAS in verschiedenen Entwicklungsstadien des menschlichen Körpers untersucht, indem sie Methoden der natürlichen Mutation, der transgenen Technologie und der Gen-Knockout-Technologie verwendet haben, und festgestellt, dass verschiedene HAS unterschiedliche Rollen im Prozess der HA-Synthese spielen. HAS1 wird während des gesamten Lebensprozesses exprimiert. Obwohl das Niveau von hochmolekularer HA, das von ihm katalysiert wird, in verschiedenen Zellen sehr niedrig ist, ist es entscheidend für die Aufrechterhaltung der normalen Funktion des Körpers. HAS2 wird signifikant in der embryonalen Entwicklungsphase exprimiert. Die hochmolekulare HA, die von ihm katalysiert wird, spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Gewebestruktur und des Flüssigkeitsgleichgewichts im Körper, was von großer Bedeutung für die Expansion und das Wachstum von Körpergewebe ist. HAS3 wird in vielen Geweben im späten Embryo und im Erwachsenen exprimiert. Es kann spontan im umgebenden Matrix der Zelle verwendet werden und kann an den HA-Rezeptor auf der Zelloberfläche binden, um eine Signalkaskade zu stimulieren und eine Vielzahl von intrazellulären physiologischen Effekten zu erzeugen.

Klinische Anwendung

Die Anwendung von HA im Bereich der Pharmazie ist im Aufschwung. Als das Schlüsselenzym für die Synthese von HA hat HAS weit verbreitete Aufmerksamkeit erregt.

• HA, das von HAS synthetisiert wird, ist eine äußerst wichtige Quelle von HA in den Lebensaktivitäten des Menschen. Es hat die Funktion, die Gewebestruktur und das Flüssigkeitsgleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten und spielt eine wichtige Rolle im Prozess der Gewebeexpansion und -wachstum. HA kann auch die Aktivität von Medikamenten verstärken und somit seine Wirkung als Arzneiträger entfalten, und hat breite Anwendungsperspektiven.
• Teilnahme am Wundheilungsprozess.
• HA, das von HAS synthetisiert wird, kann die Reparatur von Schäden an Weichgewebe, Knorpelgewebe und Knochengewebe fördern, sodass es eine breite medizinische Perspektive für die Behandlung von Verbrennungen und die Reparatur von Knochenschäden hat.
• Behandlung von trockenen Augenerkrankungen, Gelenkdysfunktion und anderen Knochenerkrankungen sowie immunbedingten Dysfunktionen nach der Geburt.
• HAS kann die dynamische Synthese von HA regulieren, die Zellmigration steuern und phosphorhaltige Epithelzellen reparieren. Klinische Versuche wurden unternommen, um HAS-Gene zur Behandlung von Krankheiten zu verwenden. Unter pathologischen Bedingungen wird die Synthese von HA durch Anpassung des mRNA-Niveaus von HAS gehemmt, wodurch das Gleichgewicht der extrazellulären Matrix aufrechterhalten und die Veränderungen des intrazellulären und extrazellulären osmotischen Drucks, die durch unzureichende HA-Synthese verursacht werden, reguliert werden.

Rolle bei der Krebsmetastase

• HAS kann in allen Phasen der Krebsmetastase eine Rolle spielen. Durch die Produktion von anti-Adhäsions-HA kann HAS Tumorzellen aus der primären Tumormasse freisetzen. Im Prozess der Blutgefäßinfiltration oder Exsudation fördert die Wechselwirkung von HA, das von HAS produziert wird, mit Rezeptoren wie CD44 oder RHAMM Zellveränderungen, die es Krebszellen ermöglichen, in das Blutgefäß- oder Lymphsystem einzudringen. Wenn sie sich in diesen Systemen bewegen, schützt HA, das von HAS produziert wird, Krebszellen vor physischen Schäden. Schließlich produziert HAS bei der Bildung von metastatischen Erkrankungen HA, sodass Krebszellen mit natürlichen Zellen an sekundären Standorten interagieren und selbst Tumore erzeugen.