LDL受容体関連タンパク質1のマトリックスメタロプロテアーゼ1の高親和性結合には、プロテアーゼ：阻害剤複合体形成が必要です

マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の活性化は、細胞外マトリックス（ECM）の分解に寄与し、多くの病理をもたらします。低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質1（LRP1）は、多様なプロテアーゼ、プロテアーゼ阻害剤、およびリポタンパク質の内在化とリソソーム分解の原因となる多面的なエンドサイトーシスおよびシグナル伝達受容体です。この研究では、MMP-1を新規LRP1リガンドとして特定しました。表面プラズモン共鳴を使用した結合研究により、PROMMP-1と活性MMP-1の両方が、それぞれ19および25 nmの平衡解離定数（KD）で精製されたLRP1に結合することが明らかになりました。ヒト大動脈平滑筋細胞は、LRP1を介したプロセスで125i標識PROMMP-1を容易に内在化および劣化させることが観察されました。私たちの結合データはまた、メタロプロテアーゼ（TIMP）のすべての組織阻害剤が23〜33 nmの範囲のKD値でLRP1に結合することを明らかにしました。興味深いことに、MMP-1/TIMP-1複合体は、いずれかの成分だけの親和性（kd = 0.6 nm）を持つLRP1に結合しており、LRP1がプロテアーゼ、リガンドとしての阻害剤複合体を好むことを明らかにします。注目すべきことに、PROMMP-1またはTIMP-1のいずれかでのリジン残基の修飾により、MMP-1/TIMP-1複合体がLRP1に結合する能力が除去されました。LRP1の酵素への優先結合：阻害剤複合体は、これら2つの成分のいずれかよりも、PROMMP-9/TIMP-1複合体に対するより高い結合親和性によってさらに支持されました。LRP1には、リガンド結合リピートの4つのクラスターがあり、MMP-1、TIMP-1、およびMMP-1/TIMP-1複合体がクラスターIIIに最も熱心に結合しています。我々の結果は、MMP-1およびMMP-9レベルを調節することにより、ECM恒常性の制御におけるLRP1の重要な役割を明らかにしています。

Matrix metalloprotease (MMP) activation contributes to the degradation of the extracellular matrix (ECM), resulting in a multitude of pathologies. Low-density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1) is a multifaceted endocytic and signaling receptor that is responsible for internalization and lysosomal degradation of diverse proteases, protease inhibitors, and lipoproteins along with numerous other proteins. In this study, we identified MMP-1 as a novel LRP1 ligand. Binding studies employing surface plasmon resonance revealed that both proMMP-1 and active MMP-1 bind to purified LRP1 with equilibrium dissociation constants (KD) of 19 and 25 nM, respectively. We observed that human aortic smooth muscle cells readily internalize and degrade 125I-labeled proMMP-1 in an LRP1-mediated process. Our binding data also revealed that all tissue inhibitors of metalloproteases (TIMPs) bind to LRP1 with KD values ranging from 23 to 33 nM. Interestingly, the MMP-1/TIMP-1 complex bound to LRP1 with an affinity (KD = 0.6 nM) that was 30-fold higher than that of either component alone, revealing that LRP1 prefers the protease:inhibitor complex as a ligand. Of note, modification of lysine residues on either proMMP-1 or TIMP-1 ablated the ability of the MMP-1/TIMP-1 complex to bind to LRP1. LRP1's preferential binding to enzyme:inhibitor complexes was further supported by the higher binding affinity for proMMP-9/TIMP-1 complexes than for either of these two components alone. LRP1 has four clusters of ligand-binding repeats, and MMP-1, TIMP-1, and MMP-1/TIMP-1 complexes bound to cluster III most avidly. Our results reveal an important role for LRP1 in controlling ECM homeostasis by regulating MMP-1 and MMP-9 levels.