MMP9是什么？

一、MMP9定義

? MMP9 （基質金屬蛋白酶9）?，也被稱為 明膠酶B 或 92 kDa IV型膠原酶 ，是 基質金屬蛋白酶（MMP） 家族的一員。MMP9屬于 鋅金屬內肽酶 家族，具有降解細胞外基質（ECM）的功能，主要作用于彈性蛋白和膠原等大分子成分?。

MMP9基因位于染色體20q11.1~13.1，具有13個外顯子和9個內含子，屬于基質金屬蛋白酶家族。它主要由中性粒細胞、單核細胞、成纖維細胞和內皮細胞分泌。在生理pH和金屬鋅離子作用下，MMP9參與細胞外基質的降解與重建?。

二、MMP9的特點與結構

MMP9主要以潛在形式（Pro-MMP9）和活性形式（Active MMP 9）存在，其全長由707個氨基酸殘基組成，分子量約為92 kDa，在被激活后，MMP9通過去除前體域轉變為活性形式。MMP9具備多樣化的結構和修飾特性（完整結構見圖1），賦予其對細胞外基質精準降解及細胞信號調控的能力。這些結構特性支持其在多種生物學過程中發揮功能，主要包括以下組成部分：

① 信號肽（Signal Peptide）

信號肽位于MMP9的N端，主要功能是引導MMP9從內質網分泌至細胞外。

② 前體域（Pro-domain）

前體域通過“半胱氨酸開關”（cysteine switch）機制抑制酶的活性，其中半胱氨酸殘基與催化域中的鋅離子結合，阻止其催化功能的發揮。MMP9的激活需要特定的蛋白酶（如胰蛋白酶、纖溶酶、組織蛋白酶G或K等）裂解前體域，從而釋放鋅離子并激活酶的催化活性。此外，化學試劑（如汞化合物、氧化劑等）也可通過改變前體域結構實現MMP9的激活。

③ 催化域（Catalytic Domain）

催化域是MMP9的核心功能區域，依賴鋅和鈣離子發揮催化活性。該結構域包含一個鋅結合活性位點，由三組組氨酸殘基配位（HE(FG)H(AL)G(LD)H），負責降解膠原、明膠等細胞外基質（ECM）成分。該區域內還包含三個纖維連接蛋白II型（FnII）樣重復序列，顯著增強了與明膠及膠原底物的相互作用，從而提高降解效率。

④ 明膠結合域（Gelatin-binding Domain）

明膠結合域（也稱O-糖基化區域，OG域）是MMP9的插入片段，位于催化域與C端血紅素結合域之間，由54個氨基酸組成，具有高度O-糖基化修飾。該區域通過增強MMP9與明膠和膠原的結合，進一步提升其對細胞外基質的降解能力。

⑤ 血紅素結合域（Hemopexin-like Domain）

血紅素結合域由209個氨基酸組成，位于C端，是MMP9特異性底物結合和活性調控的關鍵結構域。該域與底物、金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMP-1）及其他蛋白相互作用，影響酶的活化、抑制及底物選擇性。此外，該域還在MMP9的二聚化和通過受體（如低密度脂蛋白受體相關蛋白LRP、巨球蛋白megalin）介導的內化過程中起重要作用。

⑥ 附加功能修飾

MMP9含有兩個N-糖基化位點，分別位于前體域的Asn38和催化域的Asn120。這些修飾對MMP9的活性及蛋白酶功能雖非必需，但對其分泌和蛋白結構的穩定性具有重要作用。

圖1: MMP9 結構示意圖[1]

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