Proteolitikus aktivitás: meghatározás, funkciók, jelentőség a test számára és a proteázok osztályozása

A proteázok (proteinázok, peptidázok és proteolitikus enzimek) nagyon fontos szerepet játszanak az emberi életben. A mai napig több mint 500 ilyen enzimet azonosítottak az emberi szervezetben, amelyeket az összes gén 2% - a kódol. A proteolitikus aktivitás az élet minden formájában és a vírusokban megfigyelhető.

Alapvető besorolás

A katalitikus maradék alapján a proteázok 7 széles csoportra oszthatók:

1. Szerin-a szerin-alkohol használata.
2. Cisztein-a cisztein tiol használata.
3. Treonin-másodlagos treonin-alkohol forgalma.
4. Aszparagint használó aszpartát-karbonsav.
5. Glutamikus-a használat során karbonsavból glutamát.
6. Metalloproteázok-fém, általában cink forgalma.
7. Aszparagin - peptid-Liázok - az aszparagint eliminációs reakció végrehajtására használják (víz nélkül).

A proteázokat először 84 családba gyűjtötték, proteolitikus aktivitásuk szerint, és 4 katalitikus típusba sorolták:

• szerin;
• cisztein;
• aszparagin;
• fém.

Jelentés

Az Általános proteolitikus aktivitás fontos szerepet játszik számos testfolyamatban. Ezek a megtermékenyítés, az emésztés, a növekedés, az érés, az öregedés, sőt a halál. A proteázok számos fiziológiai folyamatot szabályoznak a fehérjetartalmú élelmiszerek szintézisének és lebomlásának aktiválásával. Fontos szerepet játszanak a vírusok, baktériumok és paraziták szaporodásában és terjedésében, ezért felelősek a patogén anyagok által okozott betegségek hatékony átviteléért. Ezek az enzimek lehetővé teszik a tumorsejtek osztódását, kitöltik a tüdő intercelluláris térét és véredényeit, és átterjednek a test más szöveteire is.

Biológiai funkciók

A proteolitikus aktivitás a következő funkciókkal rendelkezik:

• Transzláció utáni feldolgozás. Magában foglalja a metionin eltávolítását és / vagy egy inaktív vagy nem funkcionális fehérje aktív egységgé történő átalakítását.
• A prekurzor fehérjék hasítása. Ez azért szükséges, hogy a proteáz csak a megfelelő helyen és kontextusban aktiválódjon. A nem megfelelő proteolitikus aktivitás nagyon romboló lehet a test számára.
• Fehérje lebomlás. Intracellulárisan vagy extracellulárisan fordulhat elő. Számos funkciót lát el: eltávolítja a sérült és abnormális fehérjéket; megakadályozza azok felhalmozódását; az enzimek eltávolításával szabályozza a sejtes folyamatokat.
• Emésztés. Az élelmiszerekből nyert fehérjéket peptidláncokra bontják a pepszin, a tripszin, a kimotripszin és az elasztáz révén. Az emésztőenzimek nem megfelelő vagy idő előtti aktiválódásának megakadályozása érdekében (ez pancreatitist okozhat) inaktív zimogénként működnek.

Enzimek

A proteolitikus enzimek baktériumokban, vírusokban, bizonyos típusú algákban és növényekben vannak jelen. De a legtöbbjük állatokban van. Az enzimek különböző típusú proteolitikus aktivitása létezik. Azokat a helyeket osztályozzák, ahol a fehérje hasítása katalizálódik. A két fő csoport az egzopeptidek és az endopeptidázok. A test belsejében a fehérje anyagokat kezdetben a pepszin támadja meg. Amikor a fehérje átkerül a vékonybélbe, a gyomor részben megemészti. Itt a hasnyálmirigy által kiválasztott proteolitikus enzimeknek van kitéve. Ezután a hasnyálmirigy enzimek aktiválódnak a bélben, a fehérjéket aminosavakká alakítják, amelyeket a falai könnyen felszívnak. Így a hasnyálmirigy védve van az önemésztéstől.

Baktériumok

A mikrobiális proteázok az enzimek ipari és kereskedelmi termelésének egyik fontos csoportja. Vizsgálatokat végeztek a baktériumok proteolitikus aktivitásának meghatározására annak érdekében, hogy kiderítsék szerepüket a fertőző betegségek patogenezisében. A fő figyelmet a különböző joghurtokból és erjesztett tejből származó tejsavbaktériumok vizsgálatára fordították. Ezek széles körben elterjedtek a természetben. Ezek a lactobacillusok, Lactococcusok, bifidobaktériumok, streptococcusok, enterococcusok és Sporolactobacteriumok. Ezek osztva Fajok, alfajok, változatok és törzsek.

A proteolitikus aktivitás a tejsavbaktériumok nagyon fontos jellemzője. A bakteriális proteázok olyan enzimek, amelyek a fehérjék és polipeptidek peptidkötéseinek hidrolízisét katalizálják. Jelentős szerepet játszanak az ipari biotechnológiákban és a gyógyszeriparban. Tanulmányok kimutatták, hogy 13 törzsnek van proteolitikus aktivitása. Öt közülük, nevezetesen L1, L2, L6, L7, L9, a legnagyobb aktivitást mutatta.

Peptinek

A pepszin proteolitikus aktivitását a test mágneses mezőjének hatására mérjük. A pepszin molekuláris szerkezetét D-térbeli szimmetria jellemzi. Az inaktív pepszinogén proenzim szintetizálódik a gyomornyálkahártya sejtjeiben. Különböző biológiai folyadékokban is jelen van (vér, vizelet, szeminális és cerebrospinális folyadék). A pepszinogént autokatalitikus aktiváció jellemzi. Szekrécióját a vagus ideg, a szimpatikus rostok, a gasztrin, a hisztamin, a szekretin és a kolecisztokinin stimulálja. A gasztrin a parietális sejtek stimulátoraként működik. Ez a polipeptid 2 formában létezik, amelyek 34 és 17 aminosavat tartalmaznak. A pepszin proteolitikus aktivitásának mérése a standard hemoglobinhoz viszonyítva hasonló változásokat tárt fel az enzim emésztési aktivitásában.

Proteolízis és betegségek

A kóros proteolitikus aktivitás számos betegséggel jár. Pancreatitisben a proteázok szivárgása és korai aktiválódása a hasnyálmirigyben a hasnyálmirigy öngyulladásához vezet. A cukorbetegségben szenvedők fokozhatják a lizoszóma aktivitását, egyes fehérjék lebomlása jelentősen megnőhet. Krónikus gyulladásos betegségek (rheumatoid arthritis) a lizoszomális enzimek felszabadulásához vezethet az intercelluláris térbe. Ez elpusztítja a környező szöveteket. A proteázok és az antiproteázok közötti egyensúlyhiány a dohányzás által okozott tüdőszövet pusztulásához vezethet.

Egyéb betegségek közé tartozik az izomdisztrófia, a bőr degenerációja, a légzőszervi és gyomor-bélrendszeri betegségek, a rosszindulatú daganatok.

Nem enzimatikus proteolízis

A fehérje bázis semleges PH-n és szobahőmérsékleten nagyon stabil vízben, bár a különböző peptidkötések hidrolízisének sebessége változhat. A peptidkötés bomlásának felezési ideje 7-350 év.

Az erős ásványi savak könnyen hidrolizálhatják a peptidkötéseket a fehérjében. A fehérje hidrolízisének szokásos módja az, hogy 105cc-ra melegítjük, vagy 24 órán át sósavban tartjuk.

Meghatározási módszer

Létezik számos módszer a proteolitikus aktivitás meghatározása. Például kazein, hemoglobin vagy azokazein hidrolízise. Az első módszer nem drága, de a kazeint nehéz feloldani. A hemoglobin hidrolízis módszere drágább. Használatakor az aljzatot denaturálni kell. A harmadik módszer elkerüli ezt, de nem is olcsó. A leggyorsabb, nem drága módszer a tejelő szubsztrát használata. Kevesebb felszerelést tartalmaz, és tanfolyamokon is használható. Csak sovány tejre és vízfürdőre van szükség.

Kísérleti eljárás

Két milliliter pufferoldat (nátrium-acetát 5 PH-val.0 CaC-t tartalmazó_I2) 3 ml sovány tejhez adjuk. Ezt az elegyet tartjuk 30 6CC vízfürdőben 10 percig. Látni a folyamat a tej koagulációjából fényforrást használnak. Annyi másodpercig kihagyja, amennyi szükséges ahhoz, hogy egy tűfej méretű tejrészecskét meggörbítsen. A pontosság megfelelő időtartama egy-két perc. Az enzimblokkot úgy definiáljuk, mint annak mennyiségét, amely szükséges az első összeomlott fragmentum kialakulásához egy perc alatt kiválasztott kísérleti körülmények között.

Proteázok mint vírusellenes szerek

Jelenleg számos jóváhagyott gyógyszer van proteolitikus aktivitással a vírusfertőzések kezelésére. Legtöbbjüket elsősorban herpeszvírus fertőzések, humán immundeficiencia vírus, légzőszervi syncytialis fertőzések és influenza a vírus kezelésére használják. Ezek nukleozid analógok, amelyek a vírus DNS szintézisének gátlásával hatnak.

Az elmúlt évtized tanulmányai kimutatták, hogy a proteázok abszolút követelmény számos vírus életciklusában. A hatás vagy nagy molekulatömegű prekurzor fehérjék hasításával történik funkcionális termékek előállítása céljából, vagy szerkezeti fehérjék katalízisével, szükséges a vírusrészecskék összeszerelése és morfogenezise.

A mai napig négy proteáz inhibitort hagytak jóvá:

• "Szakvinavir" (Invirase, Ro 31-8959).
• "Indinavir" (Crixivan, MK-639).
• "Ritonavir" (Norvir, AUTH-538).
• "Nelfinavir" (Viracept, AG1343).

Egyéb gyógyszerek

A pikornavírus proteázok az orvosilag fontos emberi kórokozók egyik legnagyobb családját alkotják. Az enterovírusok különböző klinikai szindrómákhoz kapcsolódnak, beleértve felső légúti betegségek, aszeptikus meningitis, encephalitis, myocarditis, kéz -, láb-és szájbetegségek. Ebben az esetben a proteázok segítenek. Proteolitikus aktivitású expectoránsok:

• "Tripszin".
• "Ribonukleáz".
• "Kimozin"

Egy másik lehetséges anti-rhinovírus gyógyszer "Plekonaril".