Funktion von Proteasen
Proteasen sind Enzyme, die den Abbau von Proteinen katalysieren. Der Proteinabbau ist ein normaler Prozess, der zur Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase erforderlich ist. Aktive Proteasen können im gesamten Körper gefunden werden, einschließlich des Verdauungstrakts, innerhalb der Zellen und im Blutkreislauf.
Proteinstruktur
Gemäß “Biochemie: Ein fallorientierter Ansatz,” Aminosäuren dienen als Bausteine aller Proteine. 20 verschiedene Aminosäuren werden in verschiedenen Kombinationen verwendet, um alle Protein- und Zellproteine herzustellen. Auf der einfachsten Ebene besteht die Proteinstruktur aus Aminosäuren, die durch eine chemische Bindung, die als Peptidbindung bezeichnet wird, miteinander verbunden sind. Proteine können bis zu mehrere tausend Peptidbindungen enthalten.
Protease-Funktion
Gemäß “Biochemie: Ein fallorientierter Ansatz”, Proteasen katalysieren die Proteolyse, einen irreversiblen Prozess, bei dem ein Protein in seine Aminosäuren zerlegt wird. Proteolyse spaltet die Peptidbindungen zwischen Aminosäuren in Proteinen. Freie Aminosäuren und kleinere Proteinfragmente sind die Produkte der Proteaseaktivität.
Biologische Rollen
In der Ausgabe von Nature Review Genetics vom Juli 2003 sagen Forscher, Proteasen seien an vielen Aspekten der Humanbiologie beteiligt. Zum Beispiel verdauen Proteasen im Dünndarm Nahrungsproteine, um die Absorption von Aminosäuren zu ermöglichen. Andere durch Proteasen vermittelte Prozesse umfassen Blutgerinnung, Immunfunktion, Reifung von Prohormonen, Knochenbildung, programmierten Zelltod und das Recycling von Zellproteinen, die nicht mehr benötigt werden.
Protease-Klassifizierung
Forscher schätzen, dass Menschen in der Lage sind, mehr als 500 verschiedene Proteasen zu produzieren, die auf der Grundlage des Mechanismus, durch den die Enzyme Peptidbindungen aufbrechen, in fünf Klassen klassifiziert werden können. Asparaginsäure und Metalloproteasen verwenden Wasser, um Peptidbindungen zu spalten. Cystein-, Serin- und Threoninproteasen katalysieren die Proteolyse mit von Wasser unabhängigen Mechanismen.
Proteasen in der Medizin
Viele Krankheiten können sich nach einer Überproduktion von Proteasen entwickeln. Daher wurde eine Klasse von Medikamenten, Protease-Inhibitoren genannt, zur Behandlung bestimmter Krankheiten und Zustände entwickelt. Beispiele für Proteaseinhibitoren in der Medizin umfassen Angiotensin-Converting-Enzyminhibitoren zur Behandlung von hohem Blutdruck und Human-Immunodefizienzvirus-Proteaseinhibitoren zur Behandlung von HIV. Eine auf Protease basierende Behandlung wird auch für die Anwendung bei anderen Erkrankungen wie Alzheimer, Huntington, Krebs und entzündlichen Erkrankungen erforscht.
