Peptydaza

Peptydazy to enzymy, które katalitycznie rozkładają wiązania peptydowe peptydów i białek poprzez hydrolizę, czyli przyłączenie cząsteczki H2O.

Peptydazy działają zewnątrz- i wewnątrzkomórkowo. Chodzi nie tylko o rozkład białek i peptydów do produkcji energii i ekstrakcji fragmentów do budowy nowych białek, ale także o szereg wyspecjalizowanych funkcji, takich jak aktywacja enzymatycznie działających białek czy neuroprzekaźników.

Co to jest peptydaza?

Najważniejszą cechą charakteryzującą wszystkie peptydazy jest ich zdolność do zrywania wiązań peptydowych między dwoma aminokwasami poprzez hydrolizę. Odkłada się cząsteczka H2O i praktycznie odpowiada to odwrotności procesu peptyzacji.

Białka i peptydy składają się z ciągu aminokwasów za pośrednictwem wiązań peptydowych. Jedyna różnica między peptydami a białkami polega na tym, że białka składają się z łańcuchów zawierających ponad 100 aminokwasów, podczas gdy peptydy mają krótsze łańcuchy, od co najmniej dwóch do maksymalnie 100 aminokwasów. Duża liczba peptydaz specjalizujących się w określonych punktach ataku i procesach katalizy stanowi wyzwanie dla ogólnej klasyfikacji. Można dokonać podstawowego rozróżnienia między egzo- i endopeptydazami.

Egzopeptydazy atakują łańcuchy peptydowe od końca N-końcowego (aminopeptydazy) lub od końca C (karboksypeptydazy) i specjalizują się w odszczepianiu jednej grupy aminowej na raz lub całych fragmentów peptydów z dwoma, trzema lub więcej aminokwasami. Endopeptydazy specjalizują się w atakowaniu określonych punktów na białkach.Często jest to proces aktywacji enzymu, porównywalny z usunięciem dźwigni blokującej. Peptydazy można klasyfikować zgodnie z międzynarodową nomenklaturą WE.

Funkcja, efekt i zadania

Peptydazy spełniają kilka różnych podstawowych funkcji. Najbardziej zauważalną funkcją i zadaniem w katabolicznej gałęzi metabolizmu jest fragmentacja białek w pożywieniu w celu ich wchłonięcia przez błonę śluzową jelit.

Funkcja fragmentacji białek jest również wymagana w organizmie do rozkładania własnych białek organizmu w celu wytworzenia energii lub do produkcji fragmentów białek dla anabolicznej części metabolizmu w celu budowy nowych białek. Kolejną funkcją i zadaniem jest aktywacja określonych białek po syntezie poprzez odszczepienie określonego aminokwasu. Tak zwane peptydazy sygnałowe oddzielają peptydy sygnałowe od białek. Zapewnia to transport białek wytwarzanych wewnątrzkomórkowo do miejsca ich przeznaczenia. Ważnym zadaniem peptydaz jest ich udział w syntezie antygenów.

Aby pełnić tę funkcję, peptydazy łączą się, tworząc kompleks peptydazy, proteasom. Peptydazy wewnątrzkomórkowe można znaleźć w prawie wszystkich przedziałach komórkowych i organellach komórkowych, gdzie między innymi utrzymują równowagę białkową. Peptydazy pełnią również ważne funkcje w procesie krzepnięcia i dlatego są współodpowiedzialne za szybkie zamknięcie rany bez tworzenia się skrzepów krwi, które mogą być przenoszone z krwią i prowadzić do zawału serca.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Peptydazy występują w prawie wszystkich tkankach jako peptydazy zewnątrzkomórkowe i praktycznie we wszystkich komórkach jako peptydy wewnątrzkomórkowe, z których każdy ma inne zadania, ale podobne funkcje i efekty. Peptydazy zewnątrzkomórkowe są wydzielane przez gruczoły zewnątrzwydzielnicze, takie jak gruczoły ślinowe w jamie ustnej, błona śluzowa żołądka, a przede wszystkim przez trzustkę.

Proces rozpadu białek rozpoczyna się w jamie ustnej i trwa w żołądku. Ostateczny rozpad białek na określone fragmenty, które mogą zostać wchłonięte i wchłonięte przez komórki śródbłonka błony śluzowej jelita, zachodzi głównie w dwunastnicy, pierwszym odcinku jelita cienkiego po żołądku. W jelicie cienkim wstępne etapy enzymów trawiennych, zwane zymogenami, są aktywowane przez peptydazy w formie bioaktywnej poprzez odszczepienie pewnych aminokwasów. Określenie wartości referencyjnych lub optymalnych stężeń peptydaz może zawsze odnosić się tylko do określonej peptydazy i, w najlepszym przypadku, pozwala jedynie na wyciągnięcie wniosków dotyczących istnienia pewnych problemów poprzez porównanie ich z innymi parametrami laboratoryjnymi i późniejszą diagnostykę różnicową.

Na przykład, podwyższony poziom leucyno-aminopeptydazy (LAP) nie może jeszcze stwierdzić, że występuje cholestaza, czyli nagromadzenie enzymów trawiennych. Wartości LAP dla kobiet wynoszą 16–32 jednostek na litr, a dla mężczyzn od 11 do 35 jednostek na litr. Jeśli poziomy są zbyt wysokie, należy je sprawdzić za pomocą poziomów niektórych enzymów wątrobowych we krwi, takich jak fosfataza zasadowa, gamma-GTP i inne wartości.

Choroby i zaburzenia

Enzymy stanowią największą grupę substancji zawartych w białkach, peptydazy i lipazy odgrywają ważną rolę jako enzymy trawienne.

Duża liczba peptydaz - znanych jest ponad 250 różnych peptydaz - oznacza, że ​​mogą również wystąpić zaburzenia metaboliczne, które zostały nabyte, tj. Spowodowane niezrównoważoną dietą, chorobami lub toksynami. Z drugiej strony można założyć, że mutacje genów mogą również wpływać i upośledzać złożone wzajemne zależności metabolizmu enzymów. Objawy i zagrożenia wynikające z zaburzeń metabolicznych mogą być od łagodnych do ciężkich.

Dopiero od niedawna badano związki między objawami niespecyficznymi a specyficznymi zaburzeniami w metabolizmie peptydaz i innych enzymów. Zmniejszona aktywność peptydazy w jelicie prowadzi do zwiększonego wychwytu peptydów o dłuższych łańcuchach, które powstają jako fragmenty białek we krwi, i do zwiększonego wydalania przez nerki, tak że fakty można stosunkowo łatwo określić na podstawie analizy moczu. Co ciekawe, zmniejszona aktywność peptydazy została powiązana z chorobami, takimi jak ADD, ADHD, schizofrenia, autyzm i depresja.