Proteazat (proteinazat, peptidazat dhe enzimat proteolitike) luajnë një rol shumë të rëndësishëm në jetën e njeriut. Deri më sot, më shumë se 500 nga këto enzima janë identifikuar në trupin e njeriut, të cilat janë të koduara nga 2% e të gjitha gjeneve. Aktiviteti proteolitik vërehet në të gjitha format e jetës dhe viruset.
Klasifikimi kryesor
Bazuar në mbetjen katalitike, proteazat mund të ndahen në 7 grupe të gjera:
- Serina - përdorimi i alkoolit serinë.
- Cisteinë - përdorimi i cisteinës thiol.
- Treonina - qarkullimi i treoninës së alkoolit dytësor.
- Aspartik - duke përdorur acid karboksilik aspartat.
- Glutamic - duke përdorur glutamatin e acidit karboksilik.
- Metalloproteaza - qarkullim metalik, zakonisht zink.
- Liazat e peptideve të asparaginës - Asparagina përdoret për të kryer një reaksion përjashtimi (që nuk kërkon ujë).
Proteazat fillimisht u grupuan në 84 familje sipas aktivitetit të tyre proteolitik, dheklasifikuar sipas 4 llojeve katalitike:
- serine;
- cisteinë;
- aspartic;
- metal.
Kuptimi
Aktiviteti total proteolitik luan një rol të rëndësishëm në shumë procese të trupit. Këto janë fekondimi, tretja, rritja, maturimi, plakja dhe madje edhe vdekja. Proteazat rregullojnë shumë procese fiziologjike duke kontrolluar aktivizimin e sintezës dhe përkeqësimin e ushqimeve proteinike. Ato luajnë një rol të rëndësishëm në riprodhimin dhe përhapjen e viruseve, baktereve dhe parazitëve dhe për këtë arsye janë përgjegjës për transmetimin efikas të sëmundjeve të shkaktuara nga substancat patogjene. Këto enzima lejojnë qelizat tumorale të ndahen, të mbushin hapësirën ndërqelizore dhe enët e gjakut të mushkërive dhe të përhapen në indet e tjera të trupit.
Funksionet biologjike
Aktiviteti proteolitik ka funksionet e mëposhtme:
- Përpunimi pas përkthimit. Përfshin heqjen e metioninës dhe/ose shndërrimin e një proteine joaktive ose jofunksionale në një njësi aktive.
- Ndarja e proteinave pararendëse. Kjo është e nevojshme për të siguruar që proteaza të aktivizohet vetëm në vendndodhjen dhe kontekstin e duhur. Aktiviteti i papërshtatshëm proteolitik mund të jetë shumë i dëmshëm për trupin.
- Degradimi i proteinave. Mund të ndodhë brenda ose jashtëqelizor. Kryen një sërë funksionesh: heq proteinat e dëmtuara dhe jonormale; parandalon grumbullimin e tyre; shërben për rregullimin e proceseve qelizore duke hequrenzimat.
- Tretje. Proteinat e marra nga ushqimi ndahen në zinxhirë peptidikë nga pepsina, tripsina, kimotripsina dhe elastaza. Për të parandaluar aktivizimin e papërshtatshëm ose të parakohshëm të enzimave tretëse (të cilat mund të shkaktojnë pankreatitin), ato veprojnë si një zimogjen joaktiv.
Enzimat
Enzimat proteolitike gjenden në baktere, viruse, disa lloje algash dhe bimë. Por shumica e tyre janë te kafshët. Ekzistojnë lloje të ndryshme të aktivitetit proteolitik të enzimave. Ato klasifikohen sipas vendeve në të cilat katalizohet zbërthimi i proteinave. Dy grupet kryesore janë ekzopeptidet dhe endopeptidazat. Brenda trupit, materialet proteinike fillimisht sulmohen nga pepsina. Kur proteina kalon në zorrën e hollë, ajo tretet pjesërisht nga stomaku. Këtu është i ekspozuar ndaj enzimave proteolitike të sekretuara nga pankreasi. Pastaj enzimat pankreatike aktivizohen në zorrë, duke i kthyer proteinat në aminoacide që absorbohen lehtësisht nga muret e saj. Kështu, pankreasi mbrohet nga vetë-tretja.
Bakteret
Proteazat mikrobike janë një nga grupet e rëndësishme në prodhimin industrial-tregtar të enzimave. Janë kryer studime për të përcaktuar aktivitetin proteolitik të baktereve në mënyrë që të sqarohet roli i tyre në patogjenezën e sëmundjeve infektive. Fokusi ishte në ekzaminimin e baktereve të acidit laktik nga kosi dhe qumështi i fermentuar i ndryshëm. Ato janë të përhapura gjerësisht në natyrë. Këto janë laktobacilet, laktokoket, bifidobakteret, streptokoket, enterokoket dhe sporolactobacilet. Ato ndahen në lloje, nënspecie, variante dhe lloje.
Aktiviteti proteolitik është një karakteristikë shumë e rëndësishme e baktereve të acidit laktik. Proteazat bakteriale janë enzima që katalizojnë lidhjet peptide të hidrolizës në proteina dhe polipeptide. Ato luajnë një rol të rëndësishëm në bioteknologjinë industriale dhe farmaceutike. Studimet kanë treguar se 13 shtame kanë aktivitet proteolitik. Pesë prej tyre, përkatësisht L1, L2, L6, L7, L9 treguan aktivitetin më të lartë.
Peptina
Aktiviteti proteolitik i pepsinës matet nën ndikimin e një fushe magnetike në trup. Struktura molekulare e pepsinës karakterizohet nga simetria D-hapësinore. Proenzima joaktive pepsinogjen sintetizohet brenda qelizave të mukozës gastrike. Është gjithashtu i pranishëm në lëngje të ndryshme biologjike (gjak, urinë, lëngun seminal dhe cerebrospinal). Pepsinogjeni karakterizohet nga aktivizimi autokatalitik. Sekretimi i tij stimulohet nga nervi vagus, fibrat simpatike, gastrina, histamina, sekretina dhe kolecistokinina. Gastrina vepron si një stimulues i qelizave parietale. Ky polipeptid ekziston në 2 forma që përmbajnë 34 dhe 17 aminoacide. Matjet e aktivitetit proteolitik të pepsinës në lidhje me hemoglobinën standarde zbuluan ndryshime të ngjashme në aktivitetin tretës të enzimës.
Proteoliza dhe sëmundja
Proteolitik anomalAktiviteti shoqërohet me shumë sëmundje. Në pankreatit, rrjedhja e proteazave dhe aktivizimi i tyre i parakohshëm në pankreas çon në autondezjen e pankreasit. Njerëzit me diabet mund të kenë aktivitet të shtuar të lizozomit dhe degradimi i disa proteinave mund të rritet ndjeshëm. Sëmundjet kronike inflamatore (artriti reumatoid) mund të çojnë në çlirimin e enzimave lizozomale në hapësirën jashtëqelizore. Kjo shkatërron indet përreth. Një çekuilibër midis proteazave dhe antiproteazave mund të çojë në shkatërrimin e indit të mushkërive në emfizemë të shkaktuar nga pirja e duhanit.
Sëmundje të tjera përfshijnë distrofinë muskulare, degjenerimin e lëkurës, sëmundjet e frymëmarrjes dhe gastrointestinale, tumoret malinje.
Proteoliza joenzimatike
Burza e proteinës është shumë e qëndrueshme në ujë në pH neutral dhe temperaturë dhome, megjithëse shkalla e hidrolizës së lidhjeve të ndryshme peptide mund të ndryshojë. Gjysma e jetës së prishjes së lidhjes peptide varion nga 7 deri në 350 vjet.
Acidet minerale të forta mund të hidrolizojnë lehtësisht lidhjet peptide në proteina. Mënyra standarde për të hidrolizuar një proteinë është ngrohja e saj në 105°C ose zhytja në acid klorhidrik për 24 orë.
Metoda e përcaktimit
Ekzistojnë disa metoda për përcaktimin e aktivitetit proteolitik. Për shembull, hidroliza e kazeinës, hemoglobinës ose azokazeinës. Metoda e parë nuk është e shtrenjtë, por kazeina është e vështirë për t'u tretur. Metoda e hidrolizës së hemoglobinës është më e shtrenjtë. Gjatë përdorimit të tij, nënshtresa duhet të denatyrohet. Metoda e tretë e shmang këtë, por gjithashtu nuk është e lirë. Metoda më e shpejtë dhe jo e shtrenjtë është përdorimi i një nënshtrese qumështi. Ai përfshin më pak pajisje dhe mund të përdoret në kurse trajnimi. Gjithçka që duhet është qumësht i skremuar dhe një banjë me ujë.
Procedura eksperimentale
Dy mililitra tretësirë tampon (acetat natriumi pH 5.0 që përmban CaCI2) shtohen në 3 mililitra qumësht të skremuar. Kjo përzierje ruhet në një banjë uji për 10 minuta në 30 °C. Për të parë procesin e koagulimit të qumështit, përdoret një burim drite. Kapërcehet për aq sekonda sa duhet për të mpiksur një copë qumësht sa një kokë gjilpëre. Një periudhë adekuate për saktësi është nga një deri në dy minuta. Blloku i enzimës përcaktohet si sasia e nevojshme për të formuar fragmentin e parë të koaguluar në një minutë në kushtet e zgjedhura eksperimentale.
Proteazat si agjentë antiviral
Aktualisht, ka një sërë barnash të miratuar me aktivitet proteolitik për përdorim në trajtimin e infeksioneve virale. Shumica përdoren kryesisht për të trajtuar herpesvirusin, virusin e mungesës së imunitetit të njeriut, infeksionet sinciciale të frymëmarrjes dhe infeksionet e virusit të influencës A. Këto janë analoge nukleozide që veprojnë duke frenuar sintezën e ADN-së virale.
Kërkimet gjatë dekadës së fundit kanë treguar se proteazat janë një kërkesë absolute në ciklin jetësor të shumë viruseve. Ndikimi ndodh osenga ndarja e proteinave prekursore me peshë të lartë molekulare për të marrë produkte funksionale, ose me katalizim të proteinave strukturore të nevojshme për grumbullimin dhe morfogjenezën e grimcave virale.
Deri më sot, janë miratuar katër frenues të proteazës:
- "Saquinavir" (Invirase, Ro 31-8959).
- Indinavir (Crixivan, MK-639).
- "Ritonavir" (Norvir, AVT-538).
- "Nelfinavir" (Viracept, AG1343).
Darna të tjera
Proteazat e Picornavirusit përbëjnë një nga familjet më të mëdha të patogjenëve njerëzorë të rëndësishëm mjekësorë. Enteroviruset shoqërohen me sindroma të ndryshme klinike, duke përfshirë sëmundjet e traktit të sipërm respirator, meningjitin aseptik, encefalitin, miokarditin, sëmundjet e duarve, këmbëve dhe gojës. Në këtë rast, proteazat do të ndihmojnë. Ekspektorante me aktivitet proteolitik:
- "Trypsin".
- "Ribonukleaza".
- "Chimozin"
Një tjetër ilaç i mundshëm antihinovirus është Pleconaril.
