Proteaza

Spis treści

Proteaza to nie jeden związek, lecz szerokie grono rozmaitych enzymów proteolitycznych, należących do grupy hydrolaz odpowiedzialnych za hydrolizę wiązania peptydowego w substratach białkowych oraz peptydach. Związki te pełnią kluczową rolę w organizmie człowieka, warunkując przebieg najważniejszych reakcji już na poziomie komórkowym. W medycynie są też wykorzystywane jako leki.

Proteaza

Proteaza – charakterystyka

Typowy genom ludzki zawiera około 2% genów, które odpowiedzialne są za kodowanie enzymów proteolitycznych. Do najistotniejszych i najlepiej poznanych proteaz zaliczamy następujące:

  • kaspazy – kontrolują apoptozę, są ściśle związane z układem odpornościowym. Zalicza się do nich między innymi kaspazę-8;
  • katepsyny – proteazy lizosomalne, prowadzące do hydrolitycznej degradacji łańcuchów białkowych zaangażowanych w rozkład komórek. Istotne znaczenie ma tutaj katepsyna D, katepsyna G i katepsyna B;
  • konwertaza angiotensyny – wpływa na skurcz błony mięśniowej wszystkich naczyń krwionośnych ustroju. Współcześnie szeroko stosowane w medycynie są leki będące inhibitorami konwertazy angiotensyny (tzw. inhibitory ACE);
  • proteaza HIV-1 – niezbędna do reprodukcji i dojrzewania wirusa ludzkiego niedoboru odporności, czyli wirusa HIV;
  • tkankowy aktywator plazminogenu – alkaliczna, serynowa endoproteaza, przekształcająca plazminogen do plazminy. To zaś prowadzi do rozpuszczania się skrzepów;
  • proteasom 26 S – odpowiada za degradację ponad 80% wcześniej ubikwitynowanych białek komórkowych.

Takich grup proteaz jest jednak znacznie więcej, a wiele z tych związków wciąż znajduje się na etapie badań, ponieważ ich dokładne znaczenie nie zostało wyjaśnione. Ze względu na miejsce hydrolizy proteazy dzielimy na egzopeptydazy i endopeptydazy. Natomiast ze względu na mechanizm proteolizy związki te dzieli się 5 grup: proteazy aspartylowe (nazywane te z asparaginowymi), proteazy cysteinowe, proteazy treoninowe, proteazy serynowe oraz metaloproteinazy.

Proteaza – funkcje

Proteazy regulują wiele kluczowych procesów fizjologicznych zachodzących w organizmie człowieka. Kontrolują aktywację, syntezę oraz degradację białek. W efekcie wpływają m.in. za zapłodnienie, trawienie, wzrost wszystkich tkanek, dojrzewanie płciowe, starzenie się, a nawet śmierć organizmu. Regulują wszystkie ścieżki metaboliczne ustroju, uczestniczą w procesach krzepnięcia krwi oraz tworzą układ dopełniacza, tak ważny dla wysokiego poziomu odporności.

Pełnią także ważną funkcję w replikacji oraz rozprzestrzenianiu się wirusów, bakterii oraz pasożytów. Odpowiadają za skuteczną transmisję choroby wywoływanej przez te patogeny. Z tego powodu stanowią istotny cel w przypadku leczenia wielu chorób.

Proteazy – znaczenie medyczne

Oddziałując na proteazy, można realnie wpływać na przebieg wielu chorób. Udowodniono, że hamowanie proteazy HIV-1 w cyklu życiowym wirusa HIV jest jedną z możliwości hamowania rozwoju zespołu nabytego niedoboru odporności (AIDS) w organizmie. Dlatego inhibitory proteazy HIV-1, takie jak amprenawir, typranawir lub darunawir, stosuje się współcześnie w wysoce aktywnej terapii antyretrowirusowej.
Inhibitory ACE i wpływające na układ renina-angiotensyna-aldosteron są natomiast wykorzystywane w kardiologii. Renina jest enzymem proteolitycznym wydzielanym przez nerki, odpowiedzialnym za podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi. W medycynie używa się inhibitorów proteazy, takich jak boceprewir i telaprewir, do leczenia wirusowego zapalenia wątroby. Z kolei tkankowy aktywator plazminogenu wykorzystuje się w niektórych przypadkach chorób zakrzepowych, zwłaszcza w terapii zawału serca, udaru mózgu i zatoru tętnicy płucnej.

Choroby związane z zaburzeniem ilości proteaz

Zachwianie równowagi w czynności proteaz najczęściej prowadzi do licznych zaburzeń metabolicznych, których częstotliwość występowania w ostatnich latach znacznie wzrasta. Uważa się, że to właśnie enzymy proteolityczne mają kluczowy wpływ na rozwój chorób takich jak: nowotwory, cukrzyca, schorzenia neurodegeneracyjne, infekcje bakteryjne i infekcje wirusowe. Właśnie dlatego ogromnym zainteresowaniem cieszą się one wśród firm farmaceutycznych, poszukujących nowoczesnych leków. Szacuje się, że stanowią nawet do 10% wszystkich leków na rynku.



Polecane produkty:

Bibliografia

  1. Tokarzewicz A., Gorodkiewicz E., Proteazy: znaczenie, rola i oznaczanie, Chemik, 2/2015.
  2. Jankiewicz U., Koblak S., Wierzchowski P., Russel S., Charakterystyka biochemiczna proteazy syntetyzowanej przez Streptomyces rimosus, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 18/2018.
  3. Bijak M., Ponczek M., Nowak P., Proteazy serynowe i ich klasyfikacja według systemu Merops, Problemy Nauk Biologicznych, 1/2015.
Szukaj
Kategorie
Centrum Fizjoterapeuty
Sklep Fizjoterapeuty
Oferty pracy

Aktualności

Najpopularniejsze w zdrowie

Zostań z nami

Polecane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *