Asproteases, tamén chamadaspeptidases,proteinases ouencimas proteolíticos, (EC 3.4) sonencimas que rompenenlaces peptídicos entre osaminoácidos dasproteínas, orixinandopéptidos máis pequenos ou aminoácidos libres. O proceso chámase clivaxe ou roturaproteolítica, un mecanismo común de activación ou inactivación de encimas implicado principalmente nadixestión e nacoagulación sanguínea. Como se utiliza no proceso unhamolécula deauga, as proteases clasifícanse comohidrolases.
As peptidases constitúen unha grande familia, dividida en endopeptidases e exopeptidases, de acordo coa posición doenlace peptídico que vai ser roto na cadea peptídica.
As endopeptidases actúan preferentemente nas rexións internas da cadea polipeptídica, situadas entre as rexiónsN-terminal eC-terminal. A presenza de gruposα-amino ouα-carboxilo ten un efecto negativo na actividade do encima.
As exopeptidases actúan soamente nos extremos das cadeas polipeptídicas na rexión N- ou C-terminal. Aquelas que actúan na rexiónamino terminal libre liberam un único residuo de aminoácido (aminopeptidases), undipéptido (dipeptidil-peptidases) ou un tripéptido (tripeptidil-peptidases). As exopeptidases que actúan na rexióncarboxilo terminal libre liberan un único aminoácido (carboxipeptidases) ou un dipéptido (peptidil-dipeptidases).
As proteases poden clasificarse en sete grandes grupos:[1]
As peptidases detreonina eácido glutámico non foran descritas ata1995 e2004 respectivamente. O mecanismo usado para romper un enlace peptídico implica a fabricación dun residuo de aminoácido (peptidases deserina,cisteína etreonina) ou a formación dunha molécula de auga nuleofílica (peptidases deácido aspártico eácido glutámico e metaloproteases) que pode atacar o grupocarbonilo do enlace peptídico. Unha maneira de formar unnucleófilo é polatríade catalítica, na cal se usa un residuo dehistidina para activar unha serina, cisteína ou treonina como nucleófilo.
As peptidases poden clasificarse por criterios evolutivos.A análise das secuencias deaminoácidos das peptidases utilizouse para clasificalas de acordo coas súas familias evolutivas. Algunhas das familias foron agrupadas xuntas e presentan indicios dunha relación distante, parece haber preto de 60 liñas evolutivas de peptidases con orixes distintas. Algúns membros presentan actividades completamente diversas de peptidase, mais hai tamén exemplos impresionantes de converxencia .
As proteases aparecen en todos os organismos e corresponden a 1-5% dos seus contidos xenéticos. Estes encimas están implicados nunha gran variedade dereaccións metabólicas, desde a simpledixestión de proteínas do alimento a cascadas de reaccións altamente reguladas (por exemplo a dacoagulación do sangue, osistema do complemento, as vías deapoptose, e a cascada activadora da profenoloxidase nosinvertebrados). Para viabilizar o control de tales cascadas, algunhas peptidases poden romper enlaces peptídicos en secuencias específicas de aminoácidos (proteólise limitada), e outras degradan o peptido integralmente (proteólise ilimitada). A rotura proteolítica específica dunha proteína pode tanto neutralizala, coma permitir que asuma unha conformación activa, ou que poida servir de sinalización para ciclos celulares.
A función das peptidases é inibida por encimas inibidores de proteases. Exemplos de inibidores de protease son a clase dasserpinas (serineprotease oupeptidaseinhibitors), entre as que se inclúe aalfa 1-antitripsina. Outras serpinas son o complemento 1-inibidor, aantitrombina, a alfa 1-antiquimotripsina,inhibidor do activador do plasminóxeno 1 (coagulación,fibrinólise) e a recentemente descubertaneuroserpina.
Algúnsvirus como oVIH dependen de proteases no seuciclo reprodutivo, pois algunhas proteínas virais están codificadas nunha longa cadea peptídica, e son despois liberadas por proteases, só entón asumen a súa conformación ideal e función. Así, estanse desenvolvendo inhibidores de proteases como mediosantivirais.
Como as proteases son proteínas, son cortadas por outras proteases, ás veces da mesma variedade. Iso pode ser un método importante de regulación da actividadeproteolítica.
O campo de investigación das proteases é inmenso. Barrett e Rawlings estimaron que se publican cada ano aproximadamente uns 8000 artigos relacionados con elas.
Aneurolisina é unhametalopeptidase docinc. A estrutura da neurolisina forma unha quenlla estreita e profunda. Esa estrutura é a responsable da alta especificidade dasneuropeptidases. Ademais, algúns estudos indican que o tamaño da zona N-terminal da proteína que entra no sitio da hidrólise está restrinxido a aproximadamente 10 residuos polas dimensións limitadas da concavidade activa do sitio. As características estruturais poden esclarecer a capacidade de rotura proteolítica dunha variedade de secuencias.
- C. Kent Brown, Kevin Madauss, Wei Lian, Moriah R. Beck, W. David Tolbert, e David W. RodgersStructure of neurolysin reveals a deep channel that limits substrate access PNAS. 13 de março de 2001; 98(6): 3127–3132.
- Hedstrom L.Serine Protease Mechanism and Specificity. Chem Rev 2002;102:4501-4523.
- Southan C.A genomic perspective on human proteases as drug targets. Drug Discov Today 2001;6:681-688.
- Puente XS, Sanchez LM, Overall CM, Lopez-Otin C.Human and Mouse Proteases: a Comparative Genomic Approach. Nat Rev Genet 2003;4:544-558.
- Ross J, Jiang H, Kanost MR, Wang Y.Serine proteases and their homologs in the Drosophila melanogaster genome: an initial analysis of sequence conservation and phylogenetic relationships. Gene 2003;304:117-31.
- Puente XS, Lopez-Otin C.A Genomic Analysis of Rat Proteases and Protease Inhibitors. Genome Biol 2004;14:609-622.
- Barrett AJ, Rawlings ND, Woessner JF.The Handbook of Proteolytic Enzymes, 2nd ed. Academic Press, 2003.ISBN 0-12-079610-4.
- Hooper NM.Proteases in Biology and Medicine. Londres: Portland Press, 2002.ISBN 1-85578-147-6.
- ↑Oda, Kohei (2012). "New families of carboxyl peptidases: serine-carboxyl peptidases and glutamic peptidases".Journal of Biochemistry151 (1): 13–25.PMID 22016395.doi:10.1093/jb/mvr129.
- ↑King, John V.; Liang, Wenguang G.; Scherpelz, Kathryn P.; Schilling, Alexander B.; Meredith, Stephen C.; Tang, Wei-Jen (2014-07-08)."Molecular basis of substrate recognition and degradation by human presequence protease".Structure22 (7): 996–1007.ISSN 1878-4186.PMC 4128088.PMID 24931469.doi:10.1016/j.str.2014.05.003.
- ↑Shen, Yuequan; Joachimiak, Andrzej; Rosner, Marsha Rich; Tang, Wei-Jen (2006-10-19)."Structures of human insulin-degrading enzyme reveal a new substrate recognition mechanism".Nature443 (7113): 870–874.ISSN 1476-4687.PMC 3366509.PMID 17051221.doi:10.1038/nature05143.