Angiotenzin-konvertirajući enzim 2
Angiotenzin-konvertirajući enzim 2 (ACE2) je transmembranski glikoprotein koji pripada obitelji dipeptidil karboksipeptidaza.[1] Ujedno spada i u skupinu cink metaloproteaza što znači da razgrađuje proteine na način da cijepa peptidne veze između aminokiselina koje se nalaze blizu C-terminalnog kraja.[2] Igra ključnu ulogu u renin-angiotenzinskom sustavu, a poznat je i kao stanični receptor za SARS-CoV-2.[3] ACE2 je visoko konzerviran kroz vrste što ukazuje na njegovu biološku funkciju. Najviše je eksprimiran u epitelu tankog i debelog crijeva, bubrega, mokraćnog mjehura i testisa te u endotelu krvnih žila.[1]
ACE2 se sastoji od 805 aminokiselina i ima molekulsku masu od 92.5 kDa. Struktura ACE2 se sastoji od signalnog peptida na N-terminalnom kraju(ostaci 1-19), velike hidrofilne izvanstanične katalitičke domene(20-615), koja se sastoji od subdomena I i II, te manje hidrofobne transmembranske domene nalik kolektrinu(616-805). Za razliku od angiotenzin konvertirajućeg enzima(ACE), ACE2 protein ima samo jednu katalitičku domenu, koja dijeli 42% identičnosti sa svakom od dvije ACE katalitičke domene.[1] Katalitička domena ima jedno metaloproteazno aktivno mjesto koje se nalazi između subdomena I i II, a izgrađeno je pomoću motiva za vezanje cinka (HEXXH + E motiv).[3] U svojoj strukturi ACE2 također sadrži i 7 mjesta za glikozilaciju te 3 disulfidna mosta.[1]
ACE2 enzim konventira angiotenzin 2 u angiotenzin 1-7, tako što odcjepljuje zadnju aminokiselinu na C-terminalnom kraju, točnije fenilalanin. Takvim proteolitičkim cijepanje snižava krvni tlak, djeluje protuupalno te pruža antioksidativnu zaštitu.[5]
U kontekstu metabolizma, ACE2 smanjuje inzulinsku rezistenciju, štiti β-stanice gušterače od oksidativnog stresa te potiče periferno iskorištavanje glukoze u skeletnim mišićima i masnom tkivu.[6]
Djeluje antifibrotski tako što inhibira djelovanje TGF-β (transforming growth factor-beta), koji je ključni pokretač plućne fibroze.[7]
U kontekstu Alzheimerove bolesti i drugih neurodegenerativnih stanja, ACE2 može smanjiti upalne odgovore i mikroglijsku aktivaciju, što potencijalno usporava progresiju bolesti.[7]
Za istraživanje i određivanje prisutnosti te količine ACE2 koriste se razne, već dobro definirane metode.
Jedna od temeljnih metoda je SDS-PAGE, odnosno elektoforeza u poliakrilamidnom gelu, gdje se uzorci proteina uz pomoću natrijevog dodecil fosfata prvo denaturiraju te zatim pod utjecajem električne struje prolaze kroz gel te se odvajaju na temelju njihove molekulske mase.
Za detekciju u tkivima i stanica može se koristiti konfokalna mikroskopija. Koristi se primarno protutijelo specifično za ACE2 te sekundarno protutijelo specifično za primarno protutijelo, koje na sebi ima vezanu fluorofor. Taj fluorofor se zatim može dobro vizualizirati na mikroskopu kako bi se potvrdila lokalizacija ACE2 u stanicama.
Još jedna od metoda za određivanje ACE2 koja se može kosristiti je kvantitativni PCR. PCR se temelji na amplificiranju količine DNA te vizualizaciji i kvantifikaciji pomoću DNA interkalirajućih fluorescentnih boja.[8]
ACE2 je stanični receptor virusa SARS-CoV-2 koji se putem šiljastog proteina veže na njega.[9]
Koronavirusna bolest 2019 (COVID-19) je teška sistemska bolest kod koje može doći do teških metaboličkih komplikacija u više tkiva.[10] Kod pacijenata sa SARS-CoV-2 infekcijom je uočeno oštećenje jetre unutar 15 % – 65 % slučajeva. Oštećenje se javlja zbog staničnih promjena uzrokovanim virusom, slična onima u hepatitisu B i C, ili je oštećenje potaknuto imunološkim stanicama.[9]
Kod postojećih bolesti jetre, ekspresija ACE2 je povećana čime je olakšana infekcija SARS-CoV-2 virusom, što može pogoršati postojeću bolest.[9]
Za sprječavanje teže kliničke slike koriste se antivirusni lijekovi. Istražene su i male molekule koje ciljaju gene koji kontroliraju ekspresiju ACE2 ili ACE2 deubikvitinirajuće enzime, inhibitori vezanja šiljastog proteina na ACE2 receptor te pojačivači enzimatske aktivnosti ACE2 kao potencijalne terapije.[9]
- 1 2 3 4 Hristova, Svetlana H.; Popov, Trifon T.; Zhivkov, Alexandar M. 19. studenoga 2024. Rabbit and Human Angiotensin-Converting Enzyme-2: Structure and Electric Properties. International Journal of Molecular Sciences. 25 (22): 12393. doi:10.3390/ijms252212393. ISSN 1422-0067
- ↑ Sharma, Ravindra K.; Stevens, Bruce R.; Obukhov, Alexander G.; Grant, Maria B.; Oudit, Gavin Y.; Li, Qiuhong; Richards, Elaine M.; Pepine, Carl J.; Raizada, Mohan K. Rujan 2020. ACE2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2) in Cardiopulmonary Diseases: Ramifications for the Control of SARS-CoV-2. Hypertension (Dallas, Tex.: 1979). 76 (3): 651–661. doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15595. ISSN 1524-4563. PMC 7430041. PMID 32783758
- 1 2 Towler, Paul; Staker, Bart; Prasad, Sridhar G.; Menon, Saurabh; Tang, Jin; Parsons, Thomas; Ryan, Dominic; Fisher, Martin; Williams, David; Dales, Natalie A.; Patane, Michael A. 23. travnja 2004. ACE2 X-ray structures reveal a large hinge-bending motion important for inhibitor binding and catalysis. The Journal of Biological Chemistry. 279 (17): 17996–18007. doi:10.1074/jbc.M311191200. ISSN 0021-9258. PMC 7980034. PMID 14754895
- ↑ Angiotensin-converting enzyme 2 (engleski). 25. svibnja 2025. Pristupljeno 2. lipnja 2025.
- ↑ Cohen, Jordana B.; Hanff, Thomas C.; Bress, Adam P.; South, Andrew M. Srpanj 2020. Relationship Between ACE2 and Other Components of the Renin-Angiotensin System. Current Hypertension Reports (engleski). 22 (7). doi:10.1007/s11906-020-01048-y. ISSN 1522-6417. PMC 7317893. PMID 32591908
- ↑ Cohen, Jordana B.; Hanff, Thomas C.; Bress, Adam P.; South, Andrew M. 26. lipnja 2020. Relationship Between ACE2 and Other Components of the Renin-Angiotensin System. Current Hypertension Reports (engleski). 22 (7): 44. doi:10.1007/s11906-020-01048-y. ISSN 1534-3111. PMC 7317893. PMID 32591908
- 1 2 What is the ACE2 receptor?. www.asbmb.org (engleski). Pristupljeno 2. lipnja 2025.
- ↑ Dymond, Jessica S. 1. siječnja 2013. Lorsch, Jon (ur.). Chapter Twenty Three - Explanatory Chapter: Quantitative PCR. Laboratory Methods in Enzymology: DNA. 529. Academic Press. str. 279–289. doi:10.1016/b978-0-12-418687-3.00023-9
- 1 2 3 4 Luo, Yu-Wei; Huang, Ai-Long; Tang, Kai-Fu. 14. veljače 2025. Angiotensin-converting enzyme 2 and hepatic SARS-CoV-2 infection: Regulation, association, and therapeutic implications. World Journal of Gastroenterology (engleski)
- ↑ Li, Zilun; Peng, Meixiu; Chen, Pin; Liu, Chenshu; Hu, Ao; Zhang, Yixin; Peng, Jiangyun; Liu, Jiang; Li, Yihui; Li, Wenxue; Zhu, Wei. 1. ožujka 2022. Imatinib and methazolamide ameliorate COVID-19-induced metabolic complications via elevating ACE2 enzymatic activity and inhibiting viral entry. Cell Metabolism (engleski)