Пептидазы

Пептидазы (сокращение от гидролазы пептидных связей) - это ферменты, которые могут расщеплять белки или пептиды . При этом , они катализируют в гидролиз с пептидными связями . Пептидазы также часто называют протеазами , протеиназами или протеолитическими ферментами , особенно когда расщепляются более крупные белки .

Возникновение и функция

Пептидазы распространены повсеместно; то есть они встречаются во всех тканях и клетках всех организмов . Различают внутриклеточные и внеклеточные пептидазы.

Внутриклеточные пептидазы выполняют широкий спектр задач в многочисленных клеточных компартментах . Вот как они участвуют в посттрансляционной регуляции белкового состава клетки:

• Белки, включая сами пептидазы, переходят в активное состояние после их производства ( см. Биосинтез белков ) путем отщепления пептидных фрагментов ( ограниченный протеолиз ).
• Сигнальные пептиды, которые гарантируют, что свежеосинтезированные белки достигают правильного назначения, расщепляются сигнальными пептидазами .
• Пептидазы участвуют в расщеплении антигенов , за счет чего участвует большой комплекс пептидаз, состоящий из нескольких субъединиц, протеасома .
• Если белки больше не нужны или если они повреждены, они расщепляются пептидазами в лизосомах . Все эукариотические клетки также имеют АТФ- зависимую протеолитическую систему, которая расположена в цитозоле .

Пептидазы, секретируемые внеклеточно , обнаруживаются у животных организмов в основном в пищеварительном тракте , где они катализируют гидролитическое расщепление пищи . Они также найдены в других внеклеточных жидкостях , где они иногда берут на себя весьма конкретных задач, таких как пептидаз системы свертывания крови , в системе комплемента и фибринолитической системы .

К ингибиторам пептидазы относятся низкомолекулярные вещества, например. B. антикоагулянты ривароксабан , пепстатин , ацетат йода или фенантролин могут ингибировать пептидазы в их функции.

Пептидазы и другие ферменты также могут содержаться в чистящих средствах для разрушения грязи и, следовательно, для повышения эффективности этих веществ.

Важность пептидаз в образовании опухолей

Пептидазы играют важную роль в метастазировании злокачественных опухолей . Для развития метастазов злокачественных солидных опухолей необходимо, чтобы опухолевые клетки пересекали базальную мембрану , которая состоит из протеогликанов коллагена (тип IV), ламинина и сульфата гепарина . Пептидазы, такие как сериновые протеиназы , катепсиновые протеиназы и матриксные металлопротеиназы, играют важную роль в их преодолении .

Классификация пептидаз

Номенклатура ЕС

Как и все другие ферменты, пептидазы делятся на группы с помощью так называемой системы ЭК . Пептидазы относятся к 3 классу гидролаз и образуют там подкласс 3.4. Это, в свою очередь, разделено на 14 подклассов. В основе этой номенклатуры - тип катализируемой реакции и активный центр.
 

Тип катализируемой протеолитической реакции

Поскольку ферменты могут катализировать широкий спектр химических реакций, имеет смысл классифицировать их на основе этих реакций. Первая классификация пептидаз с энзимологической точки зрения - это экзопептидазы и эндопептидазы .

Экзопептидазы отщепляют полипептидную цепь с концов. Те, которые действуют на N-конце , называются аминопептидазами (высвобождение одной аминокислоты ), дипептидилпептидазами (высвобождение дипептида ) или трипептидилпептидазами (высвобождение трипептида ), в зависимости от отщепленного фрагмента . Экзопептидазы, действующие на С-конце, высвобождают отдельные аминокислоты ( карбоксипептидазы ) или дипептиды (пептидилдипептидазы). Кроме того, существуют экзопептидазы, которые специфически расщепляют дипептиды (дипептидазы) или удаляют концевые замещенные , циклизованные или связанные изопептидом аминокислоты (омега-пептидазы).

Эндопептидазы обычно расщепляются в очень специфических точках полипептидной цепи. Удовлетворительная классификация на основе специфичности невозможна. Следовательно, подразделение основано на активном центре ( см. Ниже ). Длина расщепляемой полипептидной цепи может варьироваться в широком диапазоне в случае эндопептидаз. В основном субстратами являются белки . Однако существует также подгруппа эндопептидаз, которые специализируются на более коротких пептидах в качестве субстратов (олигопептидазы).

Тип активного центра (MEROPS)

Подразделение пептидаз по системе ЭК имеет недостатки. Многочисленные эндопептидазы представлены всего шестью подклассами. В одной группе можно найти разные типы пептидаз. Однако наиболее серьезным недостатком является то, что не принимаются во внимание структурные и эволюционные сходства между отдельными ферментами.

С этой целью Нил Д. Роулингс и Алан Дж. Баретт в 1993 году представили новую схему классификации, названную MEROPS, которая учитывает структурные аспекты и эволюционные отношения, основанные на аминокислотной последовательности .

Как и все ферменты, пептидазы имеют активный центр, который обеспечивает соответствующую реакцию - в данном случае гидролиз пептидных связей. Внутри этих центров некоторые или группы аминокислот имеют решающее значение для функциональности. Таким образом, пептидазы классифицируются в базе данных MEROPS на шесть групп в зависимости от химической природы их каталитических активных центров ( см. Таблицу ниже ):

Обзор пептидаз

Acrosine , аминопептидазы B , бромелайн , калпаин я , карбоксипептидазы А , катепсина А , катепсина B , катепсина D , катепсина Е , катепсина К , химотрипсин , коллагеназы , дипептидилпептидазы 4 , диспаза , эластаза , фактор IIa , фактор Ха , ficeptide , gpr- endopeptide , ВИЧ - протеазы , калликреин , MBTPS1 , папаин , пепсин , плазмин , тип prepilin И.В. пептидазы , пролилолигопептидазы , протеиназы К , протеасомы , ренина , секретазы ( альфа , бета и гамма - секретазы ), термолизин , тромбин , трипсин , урокиназы

Смотри тоже

• Азоказ тест
• Система ренин-ангиотензин-альдостерон

веб ссылки

• MEROPS - база данных пептидаз (англ.)

Индивидуальные доказательства

1. ↑  ( Страница больше не доступна , поиск в веб-архивах ) (PDF)@ 1@ 2Шаблон: Toter Link / www.uni-marburg.de