Biologie und Medizin

Abstrakt

Zwei Gesichter von Cathepsin D: Physiologischer Schutzengel und pathologischer Dämon

Zhila Khalkhali-Ellis und Mary JC Hendrix

Seit seiner Entdeckung als lysosomale Hydrolase wurde Cathepsin D (CatD) von zahlreichen Wissenschaftlern eingehend untersucht. Im Rahmen dieser Bemühungen wurden sein Biosyntheseweg, seine Struktur und seine Begleitproteine ​​im Kontext seiner vermeintlichen „Haushaltsfunktion“ definiert. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich CatD jedoch als multifunktionales Enzym erwiesen, das über seine ursprüngliche „Haushaltsfunktion“ hinaus an unzähligen biologischen Prozessen beteiligt ist. CatD ist für die selektive und begrenzte Spaltung (die sich deutlich vom unspezifischen Proteinabbau unterscheidet) bestimmter Substrate verantwortlich, die für die ordnungsgemäße Zellfunktion von entscheidender Bedeutung sind. Diese proteolytischen Ereignisse sind für die Kontrolle biologischer Prozesse von entscheidender Bedeutung, darunter Zellzyklusverlauf, Differenzierung und Migration, Morphogenese und Gewebeumbau, immunologische Prozesse, Eisprung, Befruchtung, neuronales Wachstum, Angiogenese und Apoptose. Im Einklang mit der biologischen Relevanz von CatD liegen dessen Mangel, seine veränderte Regulierung oder posttranslationale Modifikation wichtigen pathologischen Zuständen wie Krebs, Arteriosklerose, neurologischen und Hauterkrankungen zugrunde. Insbesondere die deregulierte Synthese, posttranslationale Modifikationen und Hypersekretion von CatD sind zusammen mit seinen mitogenen Wirkungen anerkannte Kennzeichen von Krebs. Wichtiger, aber weniger erforscht, ist seine Bedeutung bei der Regulierung der Empfindlichkeit gegenüber Krebsmedikamenten. Dieser Bericht beschreibt die posttranslationalen Modifikationen, den zellulären Transport, die Sekretion und die Proteinbindungspartner von CatD in der normalen Brustdrüse und bekräftigt die „ortsspezifische“ Funktion von CatD, die höchstwahrscheinlich von seinen posttranslationalen Modifikationen und Bindungspartnern bestimmt wird. Bemerkenswerterweise wird die Verbindung von CatD mit einem seiner Bindungspartner im Zusammenhang mit der Arzneimittelempfindlichkeit hervorgehoben, mit der Hoffnung, dass dies zur Entwicklung wirksamerer, auf einzelne Patienten zugeschnittener Chemotherapeutika beitragen könnte.