基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶 (Matrix metalloproteinases，MMPs) 是一类需要 Ca²⁺、Zn²⁺ 等金属离子作为辅助因子的蛋白水解酶，能降解细胞外基质 (Extracellular matrix， ECM) 的各种蛋白质组分。MMPs 广泛参与多种生理和病理过程，在细胞迁移、组织重塑、伤口愈合和维持 ECM 完整性等方面具有重要作用，MMPs 异常表达会导致组织损伤和疾病恶化。因此，MMPs 已成为临床诊断和治疗的重要指标和靶点。

· MMP 家族结构特点

基质金属蛋白酶是一类需要金属离子作为辅助因子的大家族。每个 MMP 都包含一个保守的蛋白酶结构域。MMPs 的典型结构包括大约 80 个氨基酸的 N 端酶原前肽结构域、170 个氨基酸的金属蛋白酶催化结构域、可变长度的连接区和 C 端约 200 个氨基酸的血红素蛋白结构域。 MMPs 通常以无活性的 pro-MMPs 形式产生，需要在生理条件下进行蛋白裂解，被包括其他 MMPs 在内的各种蛋白酶裂解为活性形式^[1,2]。

图 1. MMP 亚型及其结构^[1]

不同类型的 MMP 具有不同的特定结构特征。这些不同的特定结构特征在与其他分子的相互作用中起到关键作用，从而影响或决定 MMP 活性、底物特异性、细胞和组织定位。根据作用底物以及片断同源性的不同，MMP 家族可以分为六类：(1) 胶原酶；(2) 明胶酶；(3) 溶血素；(4) 基质溶素；(5) 膜型 MMPs；(6) 其他 MMPs。

· 在生理学和病理学中的作用

MMPs 是一类具有重塑细胞外基质蛋白功能的酶。在正常生理状态下，MMPs 对胚胎发育、形态发生、组织重塑、免疫应答和防御机制等各种正常生理过程至关重要。 MMPs 几乎能降解细胞外基质 (ECM) 中的各种蛋白成分，破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用，MMPs 被认为是该过程中重要的蛋白水解酶。例如，MMP-2 和 MMP-9 在促进癌症转移和侵袭方面具有重要作用。这些 MMP 家族蛋白酶是细胞外基质降解的关键因素，已成为抗癌药物开发的重要靶点。此外，MMPs 在白细胞外渗和穿透组织方面也起着至关重要的作用，同时还在炎症性疾病发生的过程中起到关键作用。

图 2. MMPs 在癌症疾病中的作用^[3]