Analyse von Cathepsin K-Ligand-Wechselwirkungen: Vorarbeiten zur Untersuchung der Propeptidkatalysierten Faltung dieses Enzyms

Cathepsin K ist eine lysosomale Cysteinproteinase, welche in-vivo als inaktives Precursorprotein synthetisiert wird. Dabei erfüllt die Proregion neben der inhibierenden Funktion auf das reife Enzym eine zweite wichtige Funktion -eine sogenannte Foldasefunktion. Zum Nachweis dieser Funktion in-vitro (die Proregion liegt hier als nicht kovalent gebundenes, freies Propeptid vor) war es notwendig Verfahren oder Versuchsbedingungen zu finden, um die Affinität zwischen Enzym und Propeptid nach erfolgter Renaturierung zu reduzieren bzw. das Propeptid aus dem Ansatz zu entfernen und so einen Aktivitätsnachweis zu ermöglichen. Bei der Suche nach solchen Bedingungen wurde die pH-Abhängigkeit der Inhibition des Cathepsin K durch sein Propeptid detailliert untersucht. Dabei wurde auch im sauren pH-Bereich eine weitaus höhere Affinität als bisher angenommen detektiert. Außerdem wurde bei der Bestimmung des KM-Wertes überraschend festgestellt, dass die üblicherweise zur Messung von Cathepsin K-Aktivität verwendeten fluorogenen Substrate Z-Phe-Arg-AMC, Z-Leu-Arg-AMC und Z-Val-Arg-AMC Substrathemmung aufweisen. Schließlich konnte die Zerstörung des Propeptids durch Pepsin als erfolgreiches Verfahren zur Entfernung des Propeptids aus einem Renaturierungsansatz beschrieben werden