Neutrophile Elastase
Synonyme: Leukozytenelastase, Granulozytenelastase, Medullasin
Englisch: neutrophil elastase
Definition
Die neutrophile Elastase, kurz NE, ELA2 oder ELANE, ist ein proteolytisch und antimikrobiell wirksames Enzym, das eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr spielt. Es handelt sich um eine Serinprotease, die von neutrophilen Granulozyten gebildet wird.
Genetik
Die neutrophile Elastase ist mit der Proteinase 3 (PR3) und Azurocidin (AZU) verwandt. Diese Enzyme werden auf demselben Genabschnitt auf Chromosom 19 kodiert. Das ELA2-Gen besteht aus 5 Exons. Es kodiert für ein primäres Genprodukt von 218 Aminosäuren.
Biochemie
Im Rahmen der posttranslationalen Modifikation wird das Protein an seinen Asparaginresten mit zwei Kohlenhydratketten glykosyliert, sodass schließlich ein kationisches Glykoprotein entsteht. Es enthält eine hoch konservierte katalytische Triade aus Histidin, Asparaginsäure und Serin.
Elastasen sind eine Unterfamilie der Serinproteasen. Bein Menschen gibt es 6 verschiedene Formen, die als ELA1, ELA2, ELA2A, ELA2B, ELA3A, und ELA3B bezeichnet werden. ELA1 ist auch als Pankreaselastase bekannt.
Funktion
Die neutrophile Elastase kommt in den azurophilen Granula (α-Granula) der neutrophilen Granulozyten und in den Lysosomen von Monozyten vor. Durch Aktivierung der Granulozyten verschmelzen die Granula mit der Zellmembran und setzen das Enzym so im Rahmen der Degranulation nach extrazellulär frei.
Die Funktion ist zur Zeit (2022) noch nicht vollständig geklärt. Die neutrophile Elastase wirkt proteolytisch und hydrolysiert verschiedene Proteine der Extrazellulärmatrix (z.B. Elastin und Kollagen Typ IV). Dadurch trägt das Enzym zum Gewebeumbau (Remodelling) im Entzündungsbereich bei.
Außerdem spaltet die neutrophile Elastase das äußere Membranprotein A (OmpA) von Escherichia coli[1] sowie die Virulenzfaktoren anderer Bakterien wie Shigellen, Salmonellen und Yersinien.
Serpine (z.B. Alpha-2-Antiplasmin) hemmen die neutrophile Elastase.
Klinik
Eine übermäßige Aktivität von Elastasen kann zu Gewebezerstörungen führen. Die neutrophile Elastase spielt zum Beispiel eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Bronchiektasen und Lungenemphysemen, da sie im Rahmen von Entzündungsprozessen am Abbau der Gerüstproteine im Lungenparenchym mitwirkt.
Mutationen des ELA2-Gens sind die Ursache eines hereditären Fiebersyndroms, der zyklischen Neutropenie.
Pharmakologie
Die Aktivität der neutrophilen Elastase kann durch Serinproteaseinhibitoren (z.B. Brensocatib) gehemmt werden.
Quellen
- ↑ A Belaaouaj, K S Kim, S D Shapiro: Degradation of outer membrane protein A in Escherichia coli killing by neutrophil elastase. Science 2000 Aug 18;289(5482):1185-8. PMID: 10947984 DOI: 10.1126/science.289.5482.1185