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Proteases (proteínases,peptidases ouenzimas proteolíticas,EC 3.4) sãoenzimas que quebramligações peptídicas entre osaminoácidos dasproteínas. O processo é chamado de clivagemproteolítica, um mecanismo comum de ativação ou inativação de enzimas envolvido principalmente nadigestão e nacoagulação sanguínea. Como umamolécula deágua é utilizada no processo, as proteases são classificadas comohidrolases.
As peptidases constituem uma grande família, dividida em endopeptidases ou proteínases e exopetidases, de acordo com a posição daligação peptídica a ser clivada na cadeia peptídica.Endopeptidases atuam preferencialmente nas regiões internas da cadeia polipeptídica, entre as regiões N- e C-terminal. A presença de grupos α-amino ou α-carboxila tem um efeito negativo na atividade da enzima.
As exopeptidases atuam somente nos finais das cadeias polipeptídicas na região N ou C terminal. Aquelas que atuam na região amino terminal livre liberam um único resíduo de aminoácido (aminopeptidases), um dipeptídeo (dipeptidil-peptidases) ou um tripeptídeo (tripeptidil-peptidases). As exopeptidases que atuam na região carboxi terminal livre liberam um único aminoácido (carboxipeptidases) ou um dipeptídeo (peptidil-dipeptidases).
Existem atualmente (em 2004) seis classes de proteases:
As peptidases detreonina eácido glutâmico não haviam sido descritas até1995 e2004, respectivamente. O mecanismo usado para clivar uma ligação peptídica envolve a fabricação de um resíduo de aminoácido (peptidases deserina,cisteína etreonina) ou a formação de uma molécula de água nucleofílica (peptidases deácido aspártico eácido glutâmico e metaloproteases) capaz de atacar ogrupo carbonil da ligação peptídica. Uma maneira de formação de nucleófilo é pelatríade catalítica, onde um resíduo dehistidina é usado para ativar uma serina, cisteína ou treonina como nucleófilo.
As peptidases podem ser classificadas por critérios evolucionários.Depois de analisadas seqüências deaminoácidos das peptidases foram classificadas de acordo com suas famílias evolutivas. Algumas das famílias foram agrupadas juntamente e apresentam sinais de relacionamento distante, parece haver cerca de 60 linhas evolucionárias de peptidases com origens distintas. Alguns membros com atividades completamente diversas de peptidase, no entanto há exemplos impressionantes de convergência .
Proteases ocorrem naturalmente em todos os organismos e correspondem a 1-5% de seus conteúdos genéticos. Essas enzimas estão envolvidas numa grande variedade dereações metabólicas, da simplesdigestão de proteínas do alimento a cascatas altamente reguladas (por exemplo a dacoagulação, o sistema complementar, as vias deapoptose, e a cascata ativadora da profenoloxidase nosinvertebrados). Para viabilizar o controle de tais cascatas, algumas peptidases podem quebrar ligações peptídicas em seqüências específicas de aminoácidos (proteólise limitada), ao passo que outras degradam o peptídeo integralmente (proteólise ilimitada). A clivagem específica de uma proteína pode tanto neutralizá-la, quanto permitir que ela assuma uma conformação ativa, o que pode servir de sinalização para ciclos celulares.
A função de peptidases é inibida por enzimas inibidoras de protease. Exemplos de inibidores de protease são a classe dasserpinas (serineprotease orpeptidaseinhibitors), incorporandoalpha 1-antitripsina. Outras serpinas são o complemento 1-inibidor, a antitrombina, aalpha 1-antiquimotripsina,plasminogênio ativador inibidor 1 (coagulação,fibrinólise) e a recentemente descobertaneuroserpina.
Algunsvírus como oHIV dependem de proteases no seuciclo reprodutivo, pois algumas proteínas virais são codificadas em uma longa cadeia peptídica, sendo libertadas por proteases, só então assumindo sua conformação ideal e função. Assim, inibidores de protease são desenvolvidos como meios antivirais.
Proteases, sendo proteínas, são clivadas por outras proteases, às vezes da mesma variedade. Isso pode ser um método importante de regulação da atividade proteolítica.
O campo de pesquisa de proteases é imenso. Barrett e Rawlings estimaram que aproximadamente 8000 artigos relacionados são publicados a cada ano.
Aneurolisina é umametalopeptidase dozinco. A estrutura da neurolisina forma uma canaleta estreita e profunda. Essa estrutura é responsável pela alta especificidade dasneuropeptidases. Além disso, estudos indicam que o comprimento de um N-terminal da carcaça ao local da hidrólise está restringido a aproximadamente 10 resíduos pelo tamanho limitado da concavidade ativa do local. As características estruturais podem esclarecer a habilidade de clivagem de uma variedade de seqüências.
