Пептидаза

Пептидази є ферментами, які каталітично руйнують пептидні зв’язки пептидів і білків шляхом гідролізації, тобто через приєднання молекули H2O.

Пептидази працюють поза- і внутрішньоклітинно. Йдеться не лише про розпад білків і пептидів для отримання енергії та вилучення фрагментів для побудови нових білків, а й про ряд спеціалізованих функцій, таких як активація білків, що діють ферментативно, або нейромедіатори.

Що таке пептидаза?

Найважливішою характеристикою, яка характеризує всі пептидази, є їх здатність розривати пептидні зв’язки між двома амінокислотами шляхом гідролізу. Молекула H2O відкладається і практично відповідає зворотному процесу пептизації.

Білки та пептиди складаються з ряду амінокислот через пептидні зв’язки. Єдина відмінність пептидів від білків полягає в тому, що білки складаються з ланцюгів більше ніж приблизно 100 амінокислот, тоді як пептиди мають коротші ланцюги щонайменше від двох до максимум 100 амінокислот. Велика кількість пептидаз, що спеціалізуються на певних точках атаки та процесів каталізу, є викликом для загальної класифікації. Основне розмежування можна зробити між екзо- та ендопептидазами.

Екзопептидази атакують пептидні ланцюги або з N-кінцевого кінця (амінопептидази), або з С-кінцевого кінця (карбоксипептидази) і спеціалізуються на розщепленні одночасно однієї аміногрупи або цілих пептидних фрагментів з двома, трьома або більше амінокислотами. Ендопептидази спеціалізуються на атаці конкретних точок на білки.Часто це процес активації ферменту, порівнянний із видаленням фіксуючого важеля. Пептидази можна класифікувати за міжнародною номенклатурою ЄС.

Функція, ефект та завдання

Пептидази виконують кілька різних основних функцій. Найпомітніша функція і завдання катаболічної гілки метаболізму полягає в фрагментації білків у їжі, щоб мати можливість поглинати їх через слизову кишечника.

Функція фрагментації білка також необхідна всередині організму для руйнування власних білків організму з метою вироблення енергії або для отримання білкових фрагментів для анаболічної частини метаболізму для створення нових білків. Ще одна функція і завдання - активізувати певні білки після синтезу шляхом розщеплення певної амінокислоти. Так звані сигнальні пептидази відокремлюють сигнальні пептиди від білків. Це забезпечує, що білки, що виробляються внутрішньоклітинно, транспортуються до місця призначення. Важливим завданням пептидаз є їх участь у синтезі антигенів.

Для виконання цієї функції пептидази об'єднують, утворюючи пептидазний комплекс - протеасому. Внутрішньоклітинні пептидази можна знайти майже у всіх клітинних відділеннях та клітинних органелах, де, крім іншого, вони підтримують білковий баланс. Пептидази також беруть на себе важливі функції в процесі згортання, і тому спільно відповідають за швидке закриття рани без утворення тромбів, які можуть переноситися з кров'ю і призводити до інфарктів.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Пептидази зустрічаються майже у всіх тканинах як позаклітинні пептидази і практично у всіх клітинах як внутрішньоклітинні пептиди, кожна з яких має різні завдання, але схожі функції та ефекти. Позаклітинні пептидази секретуються екзокринними залозами, такими як слинні залози в роті, шлункова слизова і, насамперед, підшлункова залоза.

Процес розпаду білка починається в роті і продовжується в шлунку. Остаточний розпад білків на визначені шматки, які можуть бути взяті і розсмоктані ендотеліальними клітинами слизової оболонки кишечника, відбувається переважно в дванадцятипалій кишці, першому відділі тонкої кишки після шлунка. У тонкому кишечнику попередні стадії травних ферментів, званих зимогенами, активуються пептидазами в біоактивній формі шляхом розщеплення певних амінокислот. Специфікація референтних значень або оптимальних концентрацій пептидаз може коли-небудь стосуватися конкретної пептидази і, в кращому випадку, дозволяє робити висновки про існування певних проблем, порівнюючи їх з деякими іншими лабораторними параметрами та подальшим диференційним діагнозом.

Наприклад, підвищений рівень лейцин-амінопептидази (ЛАП) ще не може зробити висновок про наявність холестазу, накопичення травних ферментів. Значення LAP для жінок - 16-32 одиниці на літр, а для чоловіків - 11 до 35 одиниць на літр. Якщо рівень надмірно високий, їх слід перевірити на рівні певних ферментів печінки в крові, таких як лужна фосфатаза, гама-ГТФ та деякі інші значення.

Хвороби та розлади

Ферменти є найбільшою групою речовин у складі білків. Пептидази та ліпази відіграють важливу роль як травних ферментів.

Велика кількість пептидаз - відомо понад 250 різних пептидаз - означає, що метаболічні порушення, які були придбані, тобто спричинені незбалансованим харчуванням, хворобою або токсинами, також можуть виникнути. З іншого боку, можна припустити, що на складну взаємодію ферментного обміну також можна впливати та погіршувати мутації генів. Симптоми та ризики, пов'язані з порушенням обміну речовин, можуть варіюватися від легкого до важкого.

Лише недавно було досліджено зв’язок між неспецифічними симптомами та специфічними порушеннями в метаболізмі пептидаз та інших ферментів. Знижена активність пептидази в кишечнику призводить до посиленого поглинання пептидів більш тривалих ланцюгів, які виникають у вигляді фрагментів білків у крові та до підвищеної екскреції через нирки, так що факти можна визначити порівняно легко шляхом аналізу сечі. Цікаво, що зниження активності пептидази пов'язане з такими захворюваннями, як ADD, ADHD, шизофренія, аутизм та депресія.