Неприлизин¶

Неприлизин — это цинк-зависимая металлопротеиназа (нейтральная эндопептидаза), относящаяся к семейству M13 пептидаз. Фермент катализирует расщепление пептидных связей по N-концевой стороне гидрофобных аминокислотных остатков, преимущественно в натрийуретических пептидах, брадикинине, эндотелине-1, субстанции P и ангиотензине II. Неприлизин играет ключевую роль в регуляции артериального давления, водно-солевого баланса и воспалительных процессов, а его ингибирование используется в терапии сердечно-сосудистых заболеваний.

¶История открытия и изучения

Неприлизин был впервые идентифицирован в 1970-х годах как фермент, расщепляющий натрийуретические пептиды в почках. Первоначально его называли «нейтральной эндопептидазой» (NEP) из-за способности гидролизовать субстраты при нейтральном pH. В 1980-х годах была установлена его аминокислотная последовательность и выявлена гомология с другими металлопротеиназами. Ген, кодирующий неприлизин, расположен на 3-й хромосоме человека (локус 3q25.2). В 1990-х годах начались клинические исследования ингибиторов неприлизина, что привело к разработке препарата сакубитрил (в комбинации с валсартаном), одобренного в 2015 году для лечения сердечной недостаточности.

¶Структура и механизм действия

¶Молекулярная структура

Неприлизин представляет собой трансмембранный белок массой около 85–100 кДа, состоящий из 749 аминокислотных остатков. Его структура включает:

• Цитоплазматический домен (короткий N-концевой участок, около 30 остатков), обеспечивающий закрепление в мембране.
• Трансмембранный домен (один альфа-спиральный сегмент), пронизывающий липидный бислой.
• Внеклеточный каталитический домен (основная часть, около 700 остатков), содержащий активный центр с ионом цинка (Zn²⁺), координированным тремя остатками гистидина и одной молекулой воды.

¶Каталитический механизм

Активный центр неприлизина содержит консервативный мотив HExxH (где H — гистидин, E — глутамат, x — любой остаток), характерный для цинк-зависимых металлопротеиназ. Ион цинка активирует молекулу воды, которая атакует пептидную связь субстрата. Глутамат (Glu) выполняет роль основания, принимая протон. Фермент проявляет максимальную активность при pH 7,0–7,5 и температуре 37 °C. Субстратная специфичность определяется гидрофобными остатками (например, фенилаланин, лейцин) в положении P1' (с C-концевой стороны расщепляемой связи).

¶Физиологические функции

¶Регуляция артериального давления

Неприлизин расщепляет натрийуретические пептиды (предсердный натрийуретический пептид — ANP, мозговой натрийуретический пептид — BNP, C-тип натрийуретического пептида — CNP), которые обладают вазодилатирующим, натрийуретическим и диуретическим действием. Инактивируя эти пептиды, фермент способствует повышению сосудистого тонуса и задержке натрия. Одновременно неприлизин гидролизует ангиотензин II (вазоконстриктор) и эндотелин-1, что создаёт сложный баланс между прессорными и депрессорными эффектами.

¶Метаболизм брадикинина и субстанции P

Неприлизин участвует в деградации брадикинина (медиатора воспаления и вазодилатации) и субстанции P (нейропептида, вовлечённого в болевую чувствительность и воспаление). Это связывает фермент с регуляцией воспалительных реакций, ангиогенеза и нейрогенной боли.

¶Роль в почках и лёгких

В почках неприлизин локализуется в щёточной кайме проксимальных канальцев, где участвует в реабсорбции натрия и метаболизме пептидов. В лёгких фермент экспрессируется в эпителии бронхов и альвеол, инактивируя натрийуретические пептиды и брадикинин, что влияет на тонус бронхов и проницаемость сосудов.

¶Клиническое значение

¶Ингибиторы неприлизина

Ингибирование неприлизина используется для повышения уровня натрийуретических пептидов, что приводит к вазодилатации, снижению артериального давления и уменьшению преднагрузки на сердце. Наиболее известный ингибитор — сакубитрил, применяемый в комбинации с блокатором рецепторов ангиотензина II валсартаном (препарат «Энтресто»). Эта комбинация одобрена для лечения хронической сердечной недостаточности со сниженной фракцией выброса (NYHA II–IV классы). Клинические исследования (PARADIGM-HF, 2014) показали снижение риска сердечно-сосудистой смерти и госпитализаций по сравнению с эналаприлом.

¶Патологии, связанные с неприлизином

• Артериальная гипертензия: Снижение активности неприлизина (например, при мутациях гена) ассоциировано с повышением уровня натрийуретических пептидов и гипотензивным эффектом, однако полный нокаут фермента у мышей приводит к гипертензии из-за нарушения баланса ангиотензина II.
• Сердечная недостаточность: Повышение уровня BNP (субстрата неприлизина) используется как диагностический маркер, а ингибирование фермента — терапевтическая стратегия.
• Воспалительные заболевания: Участие неприлизина в метаболизме брадикинина связывает его с ангионевротическим отёком (например, при приёме ингибиторов АПФ) и бронхиальной астмой.
• Нейродегенеративные заболевания: Неприлизин участвует в деградации бета-амилоида (Aβ) в головном мозге, что делает его потенциальной мишенью для терапии болезни Альцгеймера. Однако клинические данные пока ограничены.

¶Побочные эффекты ингибиторов

Применение ингибиторов неприлизина может вызывать гипотензию, гиперкалиемию, отёк Квинке (из-за накопления брадикинина) и нарушение функции почек. Комбинация с ингибиторами АПФ противопоказана из-за риска ангионевротического отёка.

¶Распространение и экспрессия

Неприлизин экспрессируется во многих тканях организма, включая:

• Почки (наиболее высокая активность в проксимальных канальцах).
• Лёгкие (эпителий бронхов, альвеолы).
• Сердечно-сосудистая система (эндотелий сосудов, кардиомиоциты).
• Центральная нервная система (нейроны, глиальные клетки).
• Эндотелий (включая синовиальные оболочки суставов).

Уровень экспрессии может изменяться при патологических состояниях, например, при сердечной недостаточности активность фермента в крови повышается.

¶Методы исследования

Для изучения активности неприлизина используются:

• Ферментативные тесты с флуоресцентными субстратами (например, Mea-RPPGFSAFK-Dnp).
• Иммуноферментный анализ (ELISA) для количественного определения белка.
• Масс-спектрометрия для идентификации продуктов гидролиза.
• Кристаллография (рентгеноструктурный анализ) для изучения трёхмерной структуры активного центра.

¶Интересные факты

• Неприлизин является гомологом белка Neprilysin-like 1 (NEPL1), экспрессирующегося в плаценте и участвующего в метаболизме пептидов во время беременности.
• Фермент был впервые выделен из почек крыс, а затем клонирован у человека.
• В 2018 году было показано, что неприлизин может расщеплять пептид глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1), что связывает его с метаболизмом глюкозы и потенциальным применением при сахарном диабете 2 типа.

¶Источники

• Roques B.P., Noble F., Dauge V., Fournie-Zaluski M.C. (1993). "Neutral endopeptidase 24.11: structure, inhibition, and experimental and clinical pharmacology". Pharmacological Reviews, 45(1): 87–146.
• McMurray J.J.V., Packer M., Desai A.S., et al. (2014). "Angiotensin–neprilysin inhibition versus enalapril in heart failure". New England Journal of Medicine, 371(11): 993–1004.
• Turner A.J., Tanzawa K. (1997). "Mammalian membrane metallopeptidases: NEP, ECE, PEX, and KEL". FASEB Journal, 11(5): 355–364.
• Erdős E.G., Skidgel R.A. (1989). "Neutral endopeptidase 24.11 (enkephalinase) and related regulators of peptide hormones". FASEB Journal, 3(2): 145–151.
• Campbell D.J. (2017). "Neprilysin inhibitors and bradykinin". Frontiers in Pharmacology, 8: 543.