Granzyme B (GrB) là một loại serine protease quan trọng có trong các hạt của tế bào tiêu diệt tự nhiên (tế bào NK) và tế bào T gây độc và rất cần thiết cho chức năng của chúng. Enzym này được tiết ra cùng với perforin và thúc đẩy quá trình apoptosis của các tế bào đích. Tuy nhiên, Granzyme B không chỉ đơn thuần loại bỏ tác nhân gây bệnh mà còn bắt đầu thể hiện sự chuyển đổi kỳ diệu theo hướng tự bảo vệ. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về cấu trúc, cơ chế hoạt động của Granzyme B và vai trò của nó trong nhiều bệnh khác nhau.
Ở người, Granzyme B được mã hóa bởi gen GZMB, nằm trên nhiễm sắc thể 14. Gen này dài khoảng 3,2kb và bao gồm 5 exon. Granzyme B là loại granzyme có nhiều nhất trong năm loại granzyme ở người và có cấu trúc đặc biệt, hoạt động mạnh hơn ở nồng độ thấp hơn so với mười loại granzyme ở chuột.
Hoạt hóa granzyme B thường bắt đầu từ dạng tiền enzyme không hoạt động, trở nên hoạt động sau khi bị phân cắt bởi protease C và protease H.
Cấu trúc của Granzyme B bao gồm hai tấm β sáu sợi và ba phân đoạn xuyên màng; cấu trúc này được thiết kế để cho phép nó hoạt động ở độ pH trung tính nhưng vẫn không hoạt động trong môi trường axit để ngăn chặn tế bào T gây độc trải qua quá trình tự chết rụng tế bào.
Granzyme B được giải phóng đồng thời với perforin, chất này sẽ xâm nhập vào màng tế bào đích, tạo thành những lỗ nhỏ cho phép Granzyme B đi vào tế bào đích. Sử dụng nhiều con đường khác nhau, Granzyme B có thể xâm nhập vào tế bào và kích hoạt một loạt các con đường apoptosis, cụ thể là cắt và kích hoạt caspase khởi đầu và caspase thực thi.
Granzyme B kích hoạt các con đường apoptosis bao gồm quá trình trùng hợp BAX/BAK được thúc đẩy bởi sự phân cắt BID, dẫn đến giải phóng cytochrome c trong ty thể.
Granzyme B thể hiện tính chất đa mục tiêu và có thể tác động lên hàng trăm chất nền cả bên trong và bên ngoài tế bào. Trong nhân tế bào, nó phân cắt một số protein quan trọng liên quan đến quá trình sửa chữa DNA và sao chép virus. Trong ma trận ngoại bào, Granzyme B có thể phân hủy nhiều loại protein khác nhau, do đó gây viêm và gây ra chứng apoptosis tế bào.
Hoạt động của Granzyme B không chỉ ảnh hưởng đến con đường apoptosis mà còn có thể kích hoạt phản ứng viêm tại chỗ và có khả năng thúc đẩy phản ứng miễn dịch.
Đáng chú ý, hoạt động của Granzyme B được điều chỉnh bởi một số chất ức chế, phổ biến nhất trong số đó là SERPINB9 (còn gọi là PI-9). Protein này được biểu hiện ở nhiều loại tế bào khác nhau để bảo vệ chúng khỏi quá trình chết tế bào do Granzyme B gây ra.
Vai trò của Granzyme B trong bệnh tậtPI-9 có thể tạo thành dạng dị lập ổn định với Granzyme B, ức chế chức năng của nó và ngăn ngừa khả năng tự gây hại.
Mức độ biểu hiện của Granzyme B thường được duy trì trong khoảng 20 đến 40 pg/ml, nhưng nó thường tăng lên trong nhiều loại bệnh và có liên quan chặt chẽ đến các bệnh tự miễn, bệnh ngoài da và các tổn thương mãn tính khác. Ví dụ, vai trò của nó trong bệnh viêm khớp dạng thấp và bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính đã thu hút sự chú ý nghiên cứu sâu rộng.
Vai trò của granzyme B trong sản xuất tự kháng nguyên liên quan đến bệnh và tầm quan trọng của nó trong quá trình chết tế bào cho thấy tầm quan trọng của nó trong sự tồn tại miễn dịch của nhiễm trùng và tổn thương mô.
Khi các nhà khoa học hiểu rõ hơn về vai trò của Granzyme B, họ đang nỗ lực khám phá vai trò kép của nó đối với sức khỏe và bệnh tật. Điều này khiến chúng ta tự hỏi liệu Granzyme B có thể trở thành mục tiêu tiềm năng trong việc phòng ngừa và điều trị bệnh trong tương lai hay không?