Regulation der proteolytischen Aktivität der Metalloproteasen Meprin α und Meprin β im Kontext pathologischer Konditionen

Jäckle, Felix ORCID

Meprin α und Meprin β sind Zink abhängige Metalloendoproteasen, die zur Astacin Peptidasenfamilie zählen. Meprine sind in humanen Pathologien wie Fibrose und der Generierung von Amyloid β Peptiden relevant. Um Meprine in Erkrankungen als therapeutische Moleküle einzusetzen, ist das Verständnis der Regulation ihrer proteolytischen Aktivität bedeutsam. Erstmals wurde in dieser Arbeit nachgewiesen, dass membrangebundenes Promeprin β nicht durch lösliche Proteasen aktiviert werden kann. Trypsin, der potenteste bekannte Meprin Aktivator, konnte membrangebundenes Promeprin β nicht maturieren. Somit bestätigte sich die initial aus der Meprin β Kristallstruktur entwickelte Hypothese, dass lösliche Aktivatoren keinen Zugang zur nahe der Zellmembran gelegenen Propeptid Spaltstelle erhalten und eine membrangebundene Protease zur Aktivierung notwendig ist. Es wurde Matriptase 2 als erster membrangebundener Aktivator von Promeprin β identifiziert. Dies wurde in Meprin β und Matriptase 2 Ko-Transfektionsansätzen mittels Immunoblots sowie Bestimmung der spezifischen proteolytischen Meprin β Aktivität an der Zelloberfläche validiert. Massenspektrometrische Untersuchungen identifizierten die Spaltstelle im Meprin β Propeptid an Position Arg 61/ Asn 62. In Überexpressionsstudien wurde die Kolokalisation von Meprin β und Matriptase 2 auf der Membran detektiert. Promeprin α wird nicht durch Matriptase 2 aktiviert. Zudem konnte von humanen Fibroblasten exprimiertes Prokollagen I als Meprin Substrat validiert werden. Deshalb wurde die proteolytische Meprin Aktivität mit selektierten Inhibitoren in humanen dermalen Fibroblasten reguliert. Dies resultierte in einer reduzierten Prokollagen I Maturierung im Zelllysat. Die Ergebnisse eröffnen interessante Perspektiven für zukünftige Forschungsprojekte. Es könnte die Beteiligung der Matriptase 2 bei Meprin β induzierten Pathologien und die Applikation selektiver Meprin Inhibitoren in geeigneten in vivo Fibrose Modellen analysiert werden.

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Jäckle, Felix: Regulation der proteolytischen Aktivität der Metalloproteasen Meprin α und Meprin β im Kontext pathologischer Konditionen.

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