Hyaluronidase

Hyaluronidase (HAse) ist eine Art von Glycosylase, die in der Natur weit verbreitet ist und Hyaluronsäure (HA) abbaut, indem sie auf β-1,3- oder β-1,4-glycosidische Bindungen wirkt. Darüber hinaus katalysiert sie auch die Wirkung von Chondroitin (CS) und Chondroitinsulfat bis zu einem gewissen Grad. Hyaluronidase wurde erstmals 1929 entdeckt. Wissenschaftler entdeckten einen "Diffusionsfaktor", der die Verbreitung von Impfstoffen, Farbstoffen und Toxinen im Säugetierhoden und anderen Extrakten fördert. Dieser wurde anschließend als Hyaluronidase identifiziert.

Verbreitung

Hyaluronidase ist in Körperflüssigkeiten wie tierischem Plasma, Gewebsflüssigkeiten und Samen, in Organen wie Niere, Leber, Milz und Gehirn, in Tiergiften wie Schlangengift, Eidechsengift, Skorpiongift, Spinnengift, Bienengift und Ameisengift sowie in einigen Bakterien weit verbreitet.

Säugetier-Hyaluronidase

Das menschliche Genom enthält sechs Hyaluronidasen mit Ähnlichkeiten von 33 % bis 42 %. Die aktuelle Forschung zur menschlichen Hyaluronidase konzentriert sich hauptsächlich auf Hyal-1, Hyal-2 und PH-20. Hyal-1 wird hoch in der Leber, Niere, Milz und im Herzen von Säugetieren exprimiert und konzentriert sich auf Lysosomen. Hyal-1 ist ein 57 kDa saurer Glykoprotein, das den Abbau von Hyaluronsäure verschiedener Molekulargewichte katalysiert, um Tetrasaccharidprodukte zu erzeugen. Hyal-2 ist in Lysosomen verteilt oder an Blutkörperchenmembranen durch glycosylierte Phosphatidylinositol verankert und reguliert den intrazellulären und extrazellulären Hyaluronan-Katabolismus. Die Funktion von Hyal-1 und Hyal-2 bei Säugetieren ist klar: Hyal-2 auf der Zelloberfläche baut zuerst Hyaluronsäure zu einem Fragment von etwa 20 kDa ab, gefolgt von Hyal-1, das das Zuckermolekül zu Tetrasacchariden katalysiert. Das PH-20 (Spermienadhäsionsmolekül 1, SPAM) Protein ist ein multifunktionales Protein, das in der Membran verankert ist und in den Hoden, dem Nebenhoden, dem weiblichen Fortpflanzungstrakt, dem Thorax, dem Darm und bösartigen Tumoren vorhanden ist. PH-20 ist ein multifunktionales Protein, das neben der Hyaluronidase-Aktivität auch andere Funktionen hat. Die meisten kommerziell verfügbaren Hyaluronidasen werden aus dem Hodengewebe von Säugetieren extrahiert.

Tiergift-Hyaluronidase

Hyaluronidase ist in vielen Tiergiften vorhanden. Die Aktivität der Hyaluronidase wurde im Gift von Bienen, Schlangen, Spinnen, Rosenheuschrecken, Eidechsen und Skorpionen nachgewiesen. Hyaluronidase baut die Hyaluronsäure in der perivaskulären Matrix ab, um das Toxin für Blutgefäße leicht zugänglich zu machen, was der Schlüssel für den Eintritt des Giftes in den systemischen Kreislauf von der Verletzungsstelle ist. Vom isoelektrischen Punkt aus ist Hyaluronidase im Tiergift ein basisches Protein mit einem Gewicht von etwa 33-110 kDa. Die Hyaluronidasen im Bienengift sind Allergene, die dazu führen, dass der Körper IgE-vermittelte, tödliche allergische Reaktionen produziert. Die strukturelle Analyse der Hyaluronidase im Gift hat wichtige klinische Bedeutung und bietet eine Grundlage für die pathologische Reaktion auf das Gift.

Microbielle Hyaluronidase

Hyaluronidase ist ein Virulenzfaktor im pathogenen Prozess von Mikroorganismen. Sie steht normalerweise in direktem Kontakt mit Wirtsgeweben oder verursacht, dass Krankheitserreger ihre Abwehrmechanismen umgehen. Hyaluronidase baut Hyaluronsäure in der Wirtsmatrix ab, wodurch der Wirt anfällig für Gasbrand, Meningitis, Synovitis, Hyperplasie, Nephritis, Mykoplasmose, Parodontalerkrankungen, Mastitis, Pneumonie, Sepsis, Syphilis, toxisches Schocksyndrom und andere Krankheiten wird. Die hochmolekulare Hyaluronsäure im Wirt ist an der Immunregulation beteiligt und hat entzündungshemmende Aktivität, und die von dem Mikroorganismus produzierte Hyaluronidase spaltet die darin enthaltene hochmolekulare Hyaluronsäure in oligomere Hyaluronsäure und wird zu einem Faktor, der eine entzündliche Reaktion induziert und die Umgebung für das Wachstum von Mikroorganismen im Wirt schafft.

Hyaluronidase-Inhibitoren

Hyaluronidase ist an physiologischen Prozessen wie dem Befruchtungsprozess, der Neovaskularisation, der Entzündungsreaktion, der Wundheilung, der bakteriellen Pathogenese und der Toxindiffusion beteiligt. Daher legen Hyaluronidase-Inhibitoren die Grundlage für die Forschung und Entwicklung von Verhütungsmitteln, Antitumormitteln und antibakteriellen Mitteln. Die durch den aktuellen Forschungsfortschritt gefundenen Hyaluronidase-Inhibitoren können grob in 9 Kategorien unterteilt werden: Alkaloide, Antioxidantien, Terpenoide, Flavonoide, synthetische Verbindungen, Mukopolysaccharide, Fettsäuren, Oligosaccharide und entzündungshemmende Medikamente.

Anwendungen

Hyaluronidase wird in vielen Bereichen eingesetzt, wie z.B. in der plastischen Chirurgie, Augenheilkunde, Innerer Medizin, Onkologie, Dermatologie und Gynäkologie. Es gibt drei Arten von Anwendungen, die von der US FDA genehmigt sind: (1) Verbesserung der Anästhesiewirkung bei augenchirurgischen Eingriffen. Hyaluronidase reduziert die Dauer der Anästhesie, während sie die Geschwindigkeit der Anästhesie beschleunigt. (2) Zugabe von subkutanem Perfusionsfluid. Das Perfusionsmittel enthält physiologische Kochsalzlösung, 5 % Dextrose und eine kleine Menge Hyaluronidase, wobei 15 U Hyaluronidase pro 100 ml Flüssigkeit hinzugefügt werden, um die Flüssigkeitsaufnahme zu fördern. Häufige Injektionsstellen sind Brusthöhle, Bauch, Oberschenkel und Oberarm. (3) Hyaluronidase wird verwendet, um die Resorption des Kontrastmittels bei der Urographie zu fördern, insbesondere wenn die intravenöse Injektion bei Säuglingen oder Kindern keine Ergebnisse erzielt.