Peptidáza
Tyto peptidázy (nebo proteázy nebo proteolytické enzymy ) jsou enzymy, které porušují peptidové vazby na proteiny . Toto se nazývá proteolytické štěpení nebo proteolýza . Tento proces zahrnuje použití molekuly z vody, který třídí je hydrolázy .
Biologické funkce proteáz jsou různé: podílejí se na zrání bílkovin, na trávení potravy, na srážení krve , na remodelaci tkání během vývoje organismu a při hojení . Některé proteázy jsou toxiny , jako je botulotoxin .
Některé proteázy se vyrábějí jako neaktivní prekurzory zvané zymogeny . Obvykle se aktivují proteolytickým štěpením, které uvolňuje funkční enzym a tím spouští aktivitu. Existují tedy procesy proteolýzy v kaskádě, zejména při koagulaci.
Funkční klasifikace
Existují různé funkční rodiny peptidáz, které jsou klasifikovány podle polohy, kde k štěpení dochází v peptidovém řetězci:
- Tyto exopeptidázy (nebo exo-proteasy )
- Tyto aminopeptidázy , které protínají první aminokyselinu a druhou aminokyselinu řetězu, čímž se uvolňuje N-terminální aminokyselinu
- Tyto karboxypeptidázy , které se prolínají mezi předposlední a poslední aminokyselinu v řetězci, tedy uvolnění aminokyselinu C-koncový
- Tyto endopeptidasy (nebo endoproteas ), které mohou úseku uvnitř peptidového řetězce.
Většina peptidáz přednostně štěpí peptidový řetězec v přesných polohách, v závislosti na povaze postranních řetězců aminokyselin, které obklopují místo štěpení. V některých případech je tato specificita nízká, ale v jiných může být velmi selektivní. Štěpení může být také ovlivněno strukturou substrátového proteinu. Tak, chymotrypsin , trávicí enzym, přednostně řeže po aromatickými nebo alifatickými aminokyselinami .
Mechanismus akce
Bylo popsáno několik mechanismů působení pro proteázy, což umožňuje jejich seskupení do velkých mechanických rodin, v závislosti na povaze aminokyseliny (aminokyselin) aktivního místa zapojeného do katalýzy . Rozlišujeme tedy:
- Mezi serinové proteázy , které mají charakteristickou katalytickou triádu obsahující serin (odtud jejich název), což je histidin a aspartát . Hydroxylová skupina serinu působí jako nukleofil a napadá karbonylovou skupinu peptidové vazby. Mezi serinovými proteázami lze zmínit:
- Tyto cysteinové proteázy (nebo thiolové proteázy), které mají cystein v aktivním místě. V těchto proteázách hraje roli nukleofilu síra cysteinu ve formě deprotonovaného thiolátu . Z thiolových proteáz lze uvést:
- papain (EC 3.4.22.2), rostlinného proteinu. Specifické pro peptidové vazby, ve kterých aminokyselina zachycená svým karboxylem je bazická, aromatická nebo nepolární aminokyselina, například imunoglobulin G je štěpen papainem na jeden Fc fragment a dva Fab fragmenty, jak ukazuje Porter v roce 1959 .
- že kaspázy , proteáz zahrnutých v procesu apoptózy nebo programované buněčné smrti.
- Tyto metaloproteázy , které mají kovový kationt, obvykle atom zinku , pevně připojeny na protein prostřednictvím postranních řetězců několika aminokyselin. Kation kovu zasahuje přímo a aktivuje molekulu vody, která štěpí peptidový řetězec. Například :
- termolyzin;
- proteázy extracelulární matrice.
Threonin a peptidázy kyseliny glutamové byly popsány pouze v letech 1995 a 2004 .
Výskyt
Proteázy jsou enzymy, které jsou v živém království velmi hojné. Nacházejí se ve všech živých organismech a geny, které kódují tyto proteiny, mohou tvořit 1 až 5 % obsahu genů v genomu.
V mikrobech mnoho bakterií produkuje proteázy schopné degradovat jak proteiny, tak oligopeptidy . Nejznámějšími proteolytickými druhy jsou Clostridium , Bacillus , Proteus , Streptomyces , Pseudomonas .
Viry mohou také kódovat proteázy; to je například případ Flaviviridae (jednovláknový RNA virus)
použití
Vyčištěné proteázy se používají pro biotransformace, například:
- syřidlo z telat používané v průmyslu sýra obsahuje trávicí proteázy;
- proteázy používané ke zjemnění masa .
Proteázy se také používají v:
- prádlo k degradaci proteinů přítomných v skvrny z potravin;
- čisticí roztoky, jaké se používají pro kontaktní čočky .
Inhibitory proteázy
Jedná se o molekuly, které blokují aktivitu proteáz; často mají zajímavé farmakologické vlastnosti (potenciálně antivirové), vzhledem k rozmanitosti fyziologických mechanismů, do nichž jsou proteázy zapojeny.
Způsoby blokování jsou různé, od blokády jiným proteinem, který sekvestruje proteázu, až po nevratnou inaktivaci zbytků aktivního místa chemickou sloučeninou (inhibitorem sebevraždy), procházející analogy peptidů, které napodobují přirozený substrát.
Příklady inhibitorů proteázy
- Hirudinu (protein produkovaný pijavek Hirudo medicinalis ), která inhibuje aktivitu trombinu , proteázy z koagulace . Je používán pijavicí jako antikoagulant, když saje kořist.
- PMSF (fenylmethylsulfonyl fluorid ) je serinová proteáza inhibitor kovalentní reakce s aktivním serinu. PMSF a několik inhibitorů serinové proteázy jsou také inhibitory cholinesterázy , což z nich činí neurotoxické produkty .
- Jako inhibitory metaloproteázy se používají různé chelátory , jako je EDTA . Působí tak, že izolují kovové ionty nezbytné pro aktivitu těchto enzymů.
Příklady drog
Poznámky
Reference
-
Joseph-Pierre Guiraud , mikrobiologie potravin , Dunod ,18. září 2012, 2 nd ed. ( ISBN 978-2-10-057008-9 a 2-10-057008-0 )
-
Scaramozzino, N., Crance, JM, Drouet, C, Germi, R., Drouet, E., Jouan, A., & Garin, D. (2002) virové proteázy v rodině Flaviviridae . Virology, 6 (6), 445-54.
-
Biology from A to Z, 1100 Entries and Review Tips, Bill Indge Dunod, 2007
Podívejte se také
externí odkazy