Proteaza

Termenul de protează (sau proteinază , peptidază , enzimă proteolitică ) indică o enzimă care este capabilă să catalizeze defalcarea legăturii peptidice dintre gruparea amino și grupa carboxilică a proteinelor . Spargerea legăturii are loc printr-un mecanism care folosește o moleculă de apă , astfel încât proteazele sunt clasificate printre hidrolaze . Există peste 170 de protează, aparținând în principal subclasei 3.4 ( care acționează asupra legăturilor peptidice ). ^[1] Evoluția proteazei a avut loc de mai multe ori, iar diferite clase de proteaze sunt capabile să efectueze aceeași reacție folosind mecanisme catalitice complet diferite. Proteazele sunt utilizate de animale , plante ( proteaze vegetale ), bacterii , arhee și viruși .

Clasificare

Proteazele pot fi împărțite în două grupări mari pe baza proprietăților structurale ale substratului atacat, pe baza aminoacidului utilizat pentru a activa molecula de apă care efectuează hidroliza sau în funcție de pH-ul optim:

Substrat

• Exopeptidaze : scurtează lanțul polipeptidic prin îndepărtarea unui reziduu pe rând. Dacă acest lucru are loc de la capătul N-terminal vorbim de aminopeptidază, dacă în schimb îndepărtarea are loc la capătul C-terminal, vorbim de carboxipeptidază .
• Endopeptidaze: acționează prin fragmentarea lanțului polipeptidic intern și nu la capete.

Reziduu catalitic

Matricea extracelulară metaloproteinază MMP9, o endoprotează de zinc reconstruită pornind de la structurile cristalografice ale domeniului catalitic, cod PDB 4JIJ , domeniul fibronectinei : PDB 1L6J , linker: PDB 4FVL și hemopexina domeniului: PDB 1ITV

Proteazele sunt clasificate în șase grupe majore bazate pe aminoacidul catalitic:

• Serina protează
• Treonina protează
• Cisteină protează
• Protează la aspartat (acid aspartatic)
• Protează la glutamat ( acid glutamic )
• Metaloproteazele - Metaloproteazele folosesc un metal, adesea zinc sau cobalt . Reacția este accelerată cu ajutorul unui aminoacid care în metaloproteazele matricei este un acid glutamic.

pH optim

Apoi, proteazele sunt clasificate în continuare în funcție de pH - ul în care sunt cele mai active:

• Proteazele acide
• Proteaze neutre
• Proteaze alcaline

De exemplu, chimotripsina este o serină endopeptidază alcalină, în timp ce proteaza virusului SIDA este o endoprotează aspartată care funcționează la pH acid (4,7-6) ^[2] .

Funcţie

Enzimele proteolitice îndeplinesc funcții esențiale atât în ​​interiorul cât și în exteriorul celulelor.

Digestie

Proteazele sistemului digestiv au funcția de a reduce proteinele în peptide asimilabile. Cea mai abundentă protează din sucul gastric este pepsina . La fel ca multe enzime proteolitice, pepsina este secretată inactiv (pepsinogen) și activată de pH-ul acid al stomacului . Pepsina funcționează cel mai bine la un pH cuprins între 1,5 și 3,5. Digestează doar 20% din conținutul de proteine, favorizând acțiunea sucului enteric și a sucului pancreatic din intestinul subțire . Chimotripsina și tripsina sunt sintetizate într-o formă inactivă de către pancreas . Tripsinogenul inactiv este activat și transformat în tripsină de o altă protează: enteropeptidaza . Tripsina astfel produsă este capabilă să activeze alte molecule de tripsinogen.

Diverse alimente sunt bogate în proteaze, ananasul conține bromelaină ; papaya conține papaină , ficine de smochine , kiwi actinidină ^[3] Aceste enzime sunt cisteină proteaze, sunt capabile să facă alimentele mai digerabile, dar sunt și cauza alergiilor alimentare. Alergenii acarienilor din genul Dermatophagoides, prezenți în praful din casă, sunt, de asemenea, cisteină-proteaze.

Coagulare

Coagularea sângelui are loc în urma acțiunii unei cascade de 13 factori de coagulare care sunt în principal serin proteaze . Calea intrinsecă este o cascadă care începe cu activarea factorului XII, care activează factorul XI care activează factorul IX . Factorul IX activ se alătură factorului VIII activat, ceea ce duce la activarea factorului X. Mecanismul căii extrinseci începe cu activarea factorului VII, care se alătură factorului de țesut pentru a activa factorul X. Cele două căi continuă cu formarea complexului dintre factorul Xa (activat X) și factorul Va , care, taie și activează protrombina, care activează ulterior fibrinogenul care, cu intervenția factorului XIIIa, favorizează precipitarea fibrinei și formarea dopului de trombocite.

Schimbul și reproducerea celulelor

Proteazele sunt esențiale pentru rotația celulară, creșterea, repararea și înlocuirea celulelor care și-au terminat viața utilă sau care au murit din cauza rănilor și bolilor. Diferite calikreine , serin proteaze, sunt produse de prostată pentru a ajuta la dizolvarea gelatinei care prinde spermatozoizii . Kallikrein 3 (KLK3) promovează lichefierea cheagului și eliberarea spermatozoizilor . În prostată, KLK3 este inactiv și este activat de calikreina prostatică (KLK2) după ejaculare .

Toxine

Otravurile pot conține proteaze și inhibitori de protează care acționează asupra enzimelor de coagulare . Diverse toxine bacteriene sunt proteazele , cum ar fi , de exemplu , toxina de botulinum utilizate pentru a ridurilor , care este un metalloprotease in zinc ca reducerile de proteine (SNAP-25, sintaxin sau sinaptobrevin ) a joncțiunii neuromusculare, prevenind eliberarea de neurotransmitatori, cauzand paralizie flască de mușchii.

Inhibitori

Protează HIV cu inhibitorul cristalin al PDB 4LL3 Darunavir . Aminoacizi catalitici Asp-Val-Gly evidențiați

Același subiect în detaliu: inhibitori de protează .

Inhibarea acțiunii proteazelor este importantă pentru diferite terapii . Utilizate în terapia antiretrovirală , aceste medicamente interferează cu ciclul de replicare a virusului HIV prin blocarea activității enzimei protează. Inhibarea acțiunii proteolitice a enzimelor de coagulare este un alt exemplu de utilizare a inhibitorilor proteazei umane. Dabigatran este un inhibitor direct al trombinei o enzimă care, la fel ca majoritatea enzimelor de coagulare, aparține categoriei serin proteazei și care taie selectiv legăturile Arg-Gly ale fibrinogenului inducând formarea fibrinei și eliberarea fibrinopeptidelor A și B.

Notă

Elemente conexe

• Proteinaza K.
• Inhibitori de protează

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « protează »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe proteaze

linkuri externe

• ( RO ) IUPAC Gold Book, „proteazele” , pe goldbook.iupac.org .

Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie