文 献 综 述

1基质金属蛋白酶

1.1基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶(MMPs)是由多种锌离子依赖性酶组成的能降解细胞外基质蛋白(extraeellulannatrix , ECM ) 的重要酶类，几乎能降解细胞基质的所有成分(胶原、明胶、粘性蛋白、纤维粘连蛋白、蛋白多糖等)。MMPs 是自然进化中高度保守的一类酶, 广泛分布于植物、脊椎动物、无脊椎动物中。1962 年人们发现了第一个MMP 来源于蟒抖尾组织中的胶原酶后, 陆续在动植物中找到MMP家族的一百多个成员。目前已发现26 种人源MMPs , 称为MMP 家族。在正常稳定状态的组织中,MMPs 表达量极少; 而在涉及人体多种生理和病理过程中, 如炎症、胚胎发生、血管形成、肿瘤侵袭转移时, 其表达量上升。在肉品科学领域，MMPs可作为嫩化剂，用来改善肉的嫩度；或可根据肌肉的MMPs酶活力对原料肉进行生物质量标记，用来预测肉的嫩度；或可根据肌肉提取物对MMPs的酶活力抑制或激活，研究肉类制品的生物安全性和致敏性。

1.2MMPs 的结构

基质金属蛋白酶 (MMPs) 是 Zn2 依赖性的內肽酶，属于 matrixin 家族，在生理或病理条件下降解基膜蛋白和 ECM。尽管它们的分子量大小各异，底物不尽相同，但它们有相似的结构特点，MMPs 通常由一个前结构域、一个催化结构域、一个铰链区域和一个类血红素结合蛋白结构域组成 [1]。MMPs 中除 MMP-14 外均有一个富含疏水氨基酸残基的信号肽序列，信号肽的作用是引导翻译后的产物至胞浆内质网[2]。催化区由 160-170 个残基组成，在催化结构域中有含有高度保守序列 HEXGHXXGXXH的锌结合结构特征, 其中 3 个组氨酸与活性中心的锌离子结合，与 MMPs 的活化过程密切相关，锌离子与前肽区的半胱氨酸相结合是维持酶原稳定的关键[3]。除了 MMP-7，MMP-13和 MMP-26 以外，其他 MMPs 的 C 末端都有一个类血红素结构域。结构区域与大部分 MMPs的底物特异性相关，在 MMPs 与 TIMPs 结合中起重要作用[2]。

有些 MMPs 具有特殊的结构，如明胶酶的催化结构域中连续插了 3 个类似 II 型纤连蛋白结构域，可以结合明胶，弹性蛋白和 V 型胶原，是明胶酶结合天然底物所必需的，明胶酶 B 的催化结构域和类血红素结构域中间有个与 V 型胶原同源的插入片段，该片段有 助 于 与 底 物 的 结 合[8]。 膜 型 基 质 金 属 蛋 白 酶 （ Membrane-type matrixmetalloproteinase，MT-MMPs）在类血红素结构域后面还有一段跨膜的疏水结构[2]。

采用 X 衍射晶体结构和核磁共振技术已经测定了多个 MMPs 的空间结构。这些结构显示，MMPs 的多个结构域在空间上相对独立，蛋白酶结构域通常包含一个催化锌离子，一个结构锌离子和 3 个钙离子，这些钙离子起到稳定酶结构的作用[4]。催化结构域由 3 个α-螺旋、 5 个 β-折叠和多个链接环组成，其中活性部位的大小、电荷分布以及疏水性的微小差异导致各 MMPs 成员具有不同的底物选择性和抑制剂作用方式[1]。