ACE2-Moleküle
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
ACE2 (Angiotensin-Converting-Enzym 2) ist ein membranständiges Protein, das zentrale Funktionen im menschlichen Organismus erfüllt. Während es ursprünglich vor allem im Kontext des Renin-Angiotensin-Systems (RAS) im Fokus stand, ist ACE2 in jüngster Zeit durch seine Rolle als zellulärer Eintrittspunkt für Coronaviren wie SARS-CoV und SARS-CoV-2 stark in den biomedizinischen Mittelpunkt gerückt. Diese Doppelfunktion macht ACE2-Moleküle zu einem strategischen Ziel in der pharmazeutischen Forschung, insbesondere in den Bereichen kardiovaskuläre Erkrankungen, virale Erkrankungen und regenerativer Medizin.
Definitionen und Konzepte
ACE2: Ein exopeptidases Enzym, das an der Zellmembran verankert ist und Angiotensin II in Angiotensin-(1–7) spaltet — ein Peptid mit gefäßerweiternden und entzündungshemmenden Eigenschaften.
Renin-Angiotensin-System (RAS): Ein zentrales hormonelles System zur Regulierung von Blutdruck, Wasser- und Elektrolythaushalt. ACE fördert die Vasokonstriktion, ACE2 wirkt diesem Effekt protektiv entgegen.
Spike-Protein: Ein Oberflächenprotein von SARS-CoV-2, das spezifisch an ACE2 bindet, um das Virus in die Wirtszelle einzuschleusen.
Bedeutung
ACE2-Moleküle besitzen bedeutende Funktionen für unterschiedliche medizinische und pharmazeutische Anwendungsbereiche:
- Kardiovaskuläre Therapie: ACE2 senkt die Konzentration von Angiotensin II, was positiven Einfluss auf Blutdruckregulation und endothelialer Funktion hat.
- Virologie: Als Rezeptor für SARS-CoV-2 ist ACE2 entscheidend für das Verständnis der Pathophysiologie und Therapieentwicklung von COVID-19.
- Biotherapeutika: ACE2 wird in Form rekombinanter Proteine und Genvektoren als potenzielles Therapeutikum erforscht.
Mechanismen und Funktionen
ACE2 entfaltet seine Wirkung zum einen im Rahmen enzymatischer Aktivitäten, zum anderen als Bindungsstelle für exogene Pathogene:
- Enzymatische Funktion: Spaltung von Angiotensin II in das protektiv wirkende Angiotensin-(1-7); Reduktion von Entzündungsreaktionen.
- Virusbindung: Die extrazelluläre Domäne von ACE2 bindet hochaffin an das Spike-Protein von SARS-CoV-2, was zur Endozytose und zellulären Infektion führt.
- Gewebsspezifischer Ausdruck: ACE2 ist besonders stark exprimiert in Lunge, Niere, Herz, Darmtrakt – diese Organe sind auch primär von SARS-CoV-2-Infektionen betroffen.
Anwendungen
ACE2-Moleküle werden in verschiedenen Bereichen der Biowissenschaften, Pharmaindustrie und Biotechnologie eingesetzt oder erforscht:
- Therapieentwicklung bei COVID-19: Design von löslichen ACE2-Inhibitoren oder Fusionsproteinen als Virusbinder zur Neutralisierung des SARS-CoV-2-Virus.
- Regenerative Medizin: Verwendung von ACE2 zur Reduzierung von Gewebsschäden durch chronische Entzündungen in Leber, Niere und Herz.
- Biotechnologische Assay-Systeme: Einsatz rekombinanter ACE2-Proteine in Hochdurchsatz-Screenings zur Wirkstofffindung.
- Gentherapie: Einsatz von Vektoren zur gezielten Überexpression von ACE2 bei Organfunktionsstörungen und Bluthochdruck.
Referenzen
Empfohlene Quellen und Literatur für vertiefte Information:
