Proteazlar (proteinazlar, peptidazlar ve proteolitik enzimler) insan hayatında çok önemli bir rol oynamaktadır. Bugüne kadar, tüm genlerin %2'si tarafından kodlanan bu enzimlerin 500'den fazlası insan vücudunda tanımlanmıştır. Proteolitik aktivite tüm yaşam formlarında ve virüslerde gözlenir.
Ana sınıflandırma
Katalitik kalıntıya bağlı olarak, proteazlar 7 geniş gruba ayrılabilir:
- Serin - serin alkol kullanımı.
- Sistein - sistein tiyol kullanımı.
- Treonin - ikincil alkol treoninin devri.
- Aspartik - aspartat karboksilik asit kullanarak.
- Glutamik - karboksilik asit glutamat kullanımı.
- Metalloproteaz - metal dönüşümü, genellikle çinko.
- Asparagin peptit liyazları - Asparagin, bir dışlama reaksiyonu gerçekleştirmek için kullanılır (su gerektirmez).
Proteazlar önce proteolitik aktivitelerine göre 84 aileye ayrıldı ve4 katalitik tip altında sınıflandırılır:
- serin;
- sistein;
- aspartik;
- metal.
Anlam
Toplam proteolitik aktivite birçok vücut sürecinde önemli bir rol oynar. Bunlar; döllenme, sindirim, büyüme, olgunlaşma, yaşlanma ve hatta ölümdür. Proteazlar, sentez aktivasyonunu ve proteinli gıdaların bozulmasını kontrol ederek birçok fizyolojik süreci düzenler. Virüslerin, bakterilerin ve parazitlerin üremesinde ve yayılmasında önemli bir rol oynarlar ve bu nedenle patojenik maddelerin neden olduğu hastalıkların etkin bir şekilde bulaşmasından sorumludurlar. Bu enzimler, tümör hücrelerinin bölünmesine, hücreler arası boşluğu ve akciğerlerin kan damarlarını doldurmasına ve vücudun diğer dokularına yayılmasına izin verir.
Biyolojik fonksiyonlar
Proteolitik aktivite aşağıdaki işlevlere sahiptir:
- Çeviri sonrası işleme. Metioninin çıkarılmasını ve/veya aktif olmayan veya fonksiyonel olmayan bir proteinin aktif bir birime dönüştürülmesini içerir.
- Öncü proteinlerin bölünmesi. Bu, proteazın yalnızca doğru konum ve bağlamda etkinleştirildiğinden emin olmak için gereklidir. Uygun olmayan proteolitik aktivite vücuda çok zarar verebilir.
- Protein bozulması. Hücre içi veya hücre dışı olarak ortaya çıkabilir. Bir dizi işlevi yerine getirir: hasarlı ve anormal proteinleri ortadan kaldırır; birikimlerini önler; çıkararak hücresel süreçleri düzenlemeye hizmet eder.enzimler.
- Sindirim. Besinlerden elde edilen proteinler pepsin, tripsin, kimotripsin ve elastaz tarafından peptit zincirlerine parçalanır. Sindirim enzimlerinin (pankreatite neden olabilen) uygunsuz veya erken aktivasyonunu önlemek için, aktif olmayan bir zimojen görevi görürler.
Enzimler
Proteolitik enzimler bakteri, virüs, bazı alg türleri ve bitkilerde bulunur. Ama bunların çoğu hayvanlarda. Enzimlerin çeşitli proteolitik aktiviteleri vardır. Proteinlerin parçalanmasının katalize edildiği bölgelere göre sınıflandırılırlar. İki ana grup, ekzopeptidler ve endopeptidazlardır. Vücut içinde, protein malzemeleri başlangıçta pepsin tarafından saldırıya uğrar. Protein ince bağırsağa geçtiğinde mide tarafından kısmen sindirilir. Burada pankreas tarafından salgılanan proteolitik enzimlere maruz kalır. Daha sonra bağırsakta pankreas enzimleri aktive edilir ve proteinleri duvarları tarafından kolayca emilen amino asitlere dönüştürür. Böylece pankreas kendi kendini sindirmekten korunur.
Bakteri
Mikrobiyal proteazlar, enzimlerin endüstriyel-ticari üretiminde önemli gruplardan biridir. Enfeksiyon hastalıklarının patogenezindeki rollerini aydınlatmak için bakterilerin proteolitik aktivitesini belirlemek için çalışmalar yapılmıştır. Odak noktası, çeşitli yoğurtlardan ve fermente sütlerden elde edilen laktik asit bakterilerinin incelenmesiydi. Doğada yaygın olarak bulunurlar. Bunlar laktobasiller, laktokoklar, bifidobakteriler, streptokoklar, enterokoklar ve sporolaktobasillerdir. Türlere, alt türlere, türlere ve türlere ayrılırlar.
Proteolitik aktivite, laktik asit bakterilerinin çok önemli bir özelliğidir. Bakteriyel proteazlar, proteinlerde ve polipep titlerde hidroliz peptit bağlarını katalize eden enzimlerdir. Endüstriyel biyoteknoloji ve farmasötiklerde önemli bir rol oynarlar. Çalışmalar, 13 suşun proteolitik aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Bunlardan beşi, yani L1, L2, L6, L7, L9 en yüksek aktiviteyi gösterdi.
Peptinler
Pepsinin proteolitik aktivitesi, vücut üzerindeki bir manyetik alanın etkisi altında ölçülür. Pepsinin moleküler yapısı, D-uzaysal simetri ile karakterize edilir. Aktif olmayan proenzim pepsinojen, mide mukozasının hücreleri içinde sentezlenir. Ayrıca çeşitli biyolojik sıvılarda (kan, idrar, seminal ve beyin omurilik sıvısı) bulunur. Pepsinojen, otokatalitik aktivasyon ile karakterize edilir. Salgısı vagus siniri, sempatik lifler, gastrin, histamin, sekretin ve kolesistokinin tarafından uyarılır. Gastrin, parietal hücre uyarıcısı görevi görür. Bu polipeptit, 34 ve 17 amino asit içeren 2 formda bulunur. Pepsinin proteolitik aktivitesinin standart hemoglobine göre ölçümleri, enzimin sindirim aktivitesinde benzer değişiklikleri ortaya çıkardı.
Proteoliz ve hastalık
Anormal proteolitikaktivite birçok hastalıkla ilişkilidir. Pankreatitte, proteazların sızması ve pankreasta erken aktivasyonu pankreasın kendi kendine ateşlenmesine yol açar. Diyabetli kişilerde lizozom aktivitesi artmış olabilir ve belirli proteinlerin yıkımı önemli ölçüde artabilir. Kronik inflamatuar hastalıklar (romatoid artrit), lizozomal enzimlerin hücre dışı boşluğa salınmasına yol açabilir. Bu çevre dokuları yok eder. Proteazlar ve antiproteazlar arasındaki bir dengesizlik, tütün içiminin neden olduğu amfizemde akciğer dokusunun tahrip olmasına yol açabilir.
Diğer hastalıklar arasında kas distrofisi, cilt dejenerasyonu, solunum ve gastrointestinal hastalıklar, malign tümörler bulunur.
Enzimatik olmayan proteoliz
Farklı peptit bağlarının hidroliz hızı değişebilse de, protein omurgası nötr pH ve oda sıcaklığında suda çok kararlıdır. Peptit bağı bozunmasının yarı ömrü 7 ila 350 yıl arasında değişmektedir.
Güçlü mineral asitler, proteinlerdeki peptit bağlarını kolayca hidrolize edebilir. Bir proteini hidrolize etmenin standart yolu, onu 105 °C'ye ısıtmak veya 24 saat boyunca hidroklorik asit içinde bekletmektir.
Belirleme yöntemi
Proteolitik aktiviteyi belirlemek için birkaç yöntem vardır. Örneğin, kazein, hemoglobin veya azokazeinin hidrolizi. İlk yöntem pahalı değildir, ancak kazeinin çözülmesi zordur. Hemoglobin hidroliz yöntemi daha pahalıdır. Kullanırken, substrat denatüre edilmelidir. Üçüncü yöntem bundan kaçınır, ancak aynı zamanda ucuz da değildir. En hızlı, pahalı olmayan yöntem, bir süt substratının kullanılmasıdır. Daha az ekipman içerir ve eğitim kurslarında kullanılabilir. Tek gereken yağsız süt ve su banyosu.
Deneysel prosedür
İki mililitre tampon çözeltisi (CaCI2 içeren sodyum asetat pH 5.0), 3 mililitre yağsız süte eklenir. Bu karışım 30°C'de bir su banyosunda 10 dakika tutulur. Sütün pıhtılaşma sürecini görmek için ışık kaynağı kullanılır. Toplu toplu iğne başı büyüklüğünde bir parça sütü pıhtılaştırmak için gereken kadar saniye atlar. Doğruluk için yeterli bir süre bir ile iki dakika arasındadır. Enzim bloğu, seçilen deneysel koşullar altında bir dakika içinde ilk pıhtılaşmış parçayı oluşturmak için gereken miktar olarak tanımlanır.
Antiviral ajanlar olarak proteazlar
Şu anda, viral enfeksiyonların tedavisinde kullanım için proteolitik aktiviteye sahip bir dizi onaylanmış ilaç bulunmaktadır. Çoğu, öncelikle herpes virüsü, insan immün yetmezlik virüsü, solunum sinsityal enfeksiyonları ve influenza A virüsü enfeksiyonlarını tedavi etmek için kullanılır. Bunlar, viral DNA sentezini inhibe ederek hareket eden nükleozid analoglarıdır.
Son on yılda yapılan araştırmalar, proteazların birçok virüsün yaşam döngüsünde mutlak bir gereklilik olduğunu göstermiştir. Etki ya oluşurfonksiyonel ürünler elde etmek için yüksek moleküler ağırlıklı öncü proteinlerin bölünmesiyle veya viral partiküllerin montajı ve morfogenezi için gerekli yapısal proteinlerin kataliziyle.
Bugüne kadar dört proteaz inhibitörü onaylanmıştır:
- "Saquinavir" (Invirase, Ro 31-8959).
- Indinavir (Crixivan, MK-639).
- "Ritonavir" (Norvir, AVT-538).
- "Nelfinavir" (Viracept, AG1343).
Diğer ilaçlar
Picornavirus proteazları, tıbbi açıdan önemli insan patojenlerinin en büyük ailelerinden birini oluşturur. Enterovirüsler, üst solunum yolu hastalığı, aseptik menenjit, ensefalit, miyokardit, el, ayak ve ağız hastalıkları gibi çeşitli klinik sendromlarla ilişkilidir. Bu durumda, proteazlar yardımcı olacaktır. Proteolitik aktiviteye sahip ekspektoranlar:
- "Tripsin".
- "Ribonükleaz".
- "Chimozin"
Başka bir potansiyel antirinovirüs ilacı Pleconaril'dir.
