The inhibition of mouse bone collagenase by lysozyme

Abstract

Egg white lysozyme, as well as basic proteins such as histone and protamine-free base, were found to inhibit mouse bone collagenase. The inhibition of mouse bone collagenase by lysozyme was detected when the activity of the collagenase was assayed using collagen as the substrate in the solid state, but not when the collagenase activity was assayed using collagen in solution as the substrate. On the other hand, the inhibition of collagenase activity by histone and protamine-free base was observed in both assay systems. The inhibition of mouse bone collagenase by polycationic molecules is interesting in light of previous findings that several polyanionic molecules, such as heparin, dextran sulfate and polyethylenesulphonic acid, enhance the activity of mouse bone collagenase under the same experimental conditions. Since lysozyme is widely distributed in connective tissues and its concentration varies with the rate of tissue remodeling, the inhibition of mouse bone collagenase by lysozyme suggests its possible role in the regulation of collagen degradation during the remodeling of collagenous tissuesin vivo during normal and pathological states.

Résumé

Du lysozyme de blanc d'œuf, ainsi que des protéines basiques, telles que de l'histone et une base dépourvue de protamine, semblent inhiber la collagénase osseuse de souris. L'inhibition de collagénase osseuse de souris par le lysozyme est mise en évidence lorsque l'activité de la collagénase est étudiée en utilisant du collagène comme substrat à l'état solide, mais non lorsque le collagène est utilisé en solution. D'autre part, l'inhibition de l'activité en collagénase par l'histone et une base dépourvue de protamine est observée dans les deux systèmes. L'inhibition de collagénase ossuese de souris par des molécules polyanioniques est intéressante, étant donné que des travaux antérieurs ont montré que plusieurs molécules polyanioniques telles que l'héparine, le sulfate de dextrane et l'acide polyethylenesulfonique augmentent l'activité de collagénase osseuse de souris dans les mêmes conditions expérimentales. Comme le lysozyme est largement présent dans les tissus conjonctifs et que sa concentration carie avec l'ampleur du remaniement tissulaire, l'inhibition de la collagénase osseuse de souris suggère un role éventuel dans la régulation de la dégradation du collagène, pendant le remaniement des tissus collagéniquesin vivo au cours d'états normaux et pathologiques.

Zusammenfassung

Lysozyme aus Hühnereiweiß sowie Basis-Proteine, wie z. B. Histon und Protamin-freie Basen, erwiesen sich als Hemmer der Mäuseknochen-Kollagenase. Diese Hemmung durch Lysozym wurde festgestellt, wenn für die Messung der Kollagenase-Aktivität Kollagen in Substanz als Substrat verwendet wurde, nicht aber, wenn das Substrat aus gelöstem Kollagen bestand. Andererseits wurde die Hemmung der Kollagenase-Aktivität durch Histon und Protamin-freie Basen in beiden Versuchssystemen festgestellt. Die Hemmung von Mäuseknochen-Kollagenase durch polykationische Moleküle ist interessant, vor allem im Hinblick auf frühere Feststellungen, daß mehrere polyanionische Moleküle, wie Heparin, Dextransulfat und Polyaethylensulfonsäure, die Aktivität der Mäuseknochen-Kollagenase unter denselben experimentellen Bedingungen erhöhen. Da Lysozym in Bindegeweben überall verteilt ist und da dessen Konzentration mit der Neubildungsrate des Gewebes variiert, läßt die Hemmung der Mäuseknochen-Kollagenase durch Lysozym dessen mögliche Rolle in der Regulierung des Kollagenabbaues vermuten, und zwar während der Neubildung von Kollagengeweben in vivo in normalen und pathologischen Zuständen.