Funktion av proteaser

Proteaser är enzymer som katalyserar nedbrytningen av proteiner. Proteinuppdelning är en normal process som är nödvändig för att upprätthålla cellulär homeostas. Aktiva proteaser finns i hela kroppen, inklusive matsmältningskanalen, inuti cellerna och cirkulerar i blodet.

Proteinstruktur

Enligt “Biokemi: En fallorienterad strategi,” aminosyror fungerar som byggstenar av alla proteiner. Tjugo olika aminosyror används i olika kombinationer för att skapa alla diet- och cellulära proteiner. På den mest grundläggande nivån består proteinstrukturen av aminosyror kopplade ihop av ett kemiskt bindemedel som kallas ett peptidbindning. Proteiner kan innehålla så få som en peptidbindning till så många som flera tusen.

Proteasfunktion

Enligt “Biokemi: En fallorienterad strategi”, proteaser katalyserar proteolys, en irreversibel process som bryter ner ett protein till dess komponent aminosyror. Proteolys spjälkar peptidbindningarna mellan aminosyror i proteiner. Fri aminosyror och mindre proteinfragment är produkterna av proteasaktivitet.

Biologiska roller

I juli 2003 utgåva av Nature Review Genetics, säger forskare att proteaser är involverade i många aspekter av mänsklig biologi. T ex i tunntarmen digerer proteaser kostproteiner för att tillåta absorption av aminosyror. Andra processer medierade av proteaser innefattar blodkoagulation, immunfunktion, mognad av prohormoner, benbildning, programmerad celldöd och återvinning av cellulära proteiner som inte längre behövs.

Proteasklassificering

Forskare uppskattar att människor kan producera mer än 500 olika proteaser, som kan klassificeras i fem klasser baserat på den mekanism genom vilken enzymerna bryter peptidbindningar. Aspartic och metallo-proteaser använder vatten för att klyva peptidbindningar. Cystein-, serin- och treoninproteaser katalyserar proteolys med hjälp av mekanismer som är oberoende av vatten.

Proteaser i medicin

Många sjukdomar kan utvecklas efter överproduktion av proteaser. Därför har en klass av läkemedel som kallas proteashämmare utvecklats för att behandla vissa sjukdomar och tillstånd. Exempel på proteashämmare i medicin inkluderar angiotensinkonverterande enzymhämmare, för att behandla högt blodtryck och humana immunbristvirusproteashämmare, för att behandla HIV. Proteasbaserad behandling undersöks också för användning vid andra tillstånd, såsom Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, cancer och inflammatoriska störningar.