peptidase

peptidaser er enzymer som katalytisk bryter ned peptidbindinger av peptider og proteiner gjennom hydrolisering, dvs. gjennom festing av et H2O-molekyl.

Peptidaser fungerer ekstra- og intracellulært. Det handler ikke bare om nedbrytning av proteiner og peptider for energiproduksjon og ekstraksjon av fragmenter for konstruksjon av nye proteiner, men også en rekke spesialiserte funksjoner som aktivering av enzymatisk virkende proteiner eller nevrotransmittere.

Hva er en peptidase?

Det viktigste kjennetegn som kjennetegner alle peptidaser er deres evne til å bryte peptidbindinger mellom to aminosyrer via hydrolyse. Et H2O-molekyl blir avsatt og tilsvarer praktisk talt omvendt av peptiseringsprosessen.

Proteiner og peptider består av en streng med aminosyrer via peptidbindinger. Den eneste forskjellen mellom peptider og proteiner er at proteiner består av kjeder med mer enn 100 aminosyrer, mens peptider har kortere kjeder på minst to til maksimalt 100 aminosyrer. Det store antallet peptidaser som spesialiserer seg i visse angreps- og katalyseprosesser utgjør en utfordring for en generell klassifisering. Et grunnleggende skille kan gjøres mellom ekso- og endopeptidaser.

Eksopeptidaser angriper peptidkjeder enten fra den N-terminale enden (aminopeptidaser) eller fra den C-terminale enden (karboksypeptidaser) og er spesialisert på å dele av en aminogruppe av gangen eller hele peptidfragmenter med to, tre eller flere aminosyrer. Endopeptidaser er spesialister på å angripe bestemte poeng på proteiner.Ofte er dette prosessen med å aktivere et enzym, sammenlignbart med å fjerne en låsehendel. Peptidaser kan klassifiseres i henhold til den internasjonale EF-nomenklaturen.

Funksjon, effekt og oppgaver

Peptidaser utfører flere forskjellige grunnleggende funksjoner. Den mest merkbare funksjonen og oppgaven i den katabolske grenen av stoffskiftet består i fragmentering av proteiner i mat for å kunne absorbere dem gjennom tarmslimhinnen.

Proteinfragmenteringsfunksjonen er også nødvendig i kroppen for å bryte ned kroppens egne proteiner med det formål å generere energi eller for produksjon av proteinfragmenter for den anabolske delen av metabolismen for å bygge opp nye proteiner. En annen funksjon og oppgave er å aktivere visse proteiner etter syntese ved å dele opp en viss aminosyre. Såkalte signalpeptidaser løsner signalpeptider fra proteiner. Dette sikrer at proteiner produsert intracellulært transporteres til det tiltenkte bruksstedet. En viktig oppgave for peptidaser er deres deltakelse i syntesen av antigener.

For å utføre denne funksjonen kombineres peptidaser og danner et peptidase-kompleks, proteasomet. Intracellulære peptidaser finnes i nesten alle cellekamre og celleorganeller, hvor de blant annet opprettholder proteinbalansen. Peptidaser påtar seg også viktige funksjoner i koagulasjonsprosessen og er derfor i fellesskap ansvarlige for rask lukking av et sår uten at det dannes blodpropp, som kan føres bort med blodomløpet og føre til hjerteinfarkt.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Peptidaser forekommer i nesten alle vev som ekstracellulære peptidaser og i praktisk talt alle celler som intracellulære peptider, hver med forskjellige oppgaver, men lignende funksjoner og effekter. Ekstracellulære peptidaser skilles ut av eksokrine kjertler som spyttkjertlene i munnen, mageslimhinnen og fremfor alt i bukspyttkjertelen.

Prosessen med nedbrytning av proteiner begynner i munnen og fortsetter i magen. Den endelige oppdelingen av proteinene i definerte stykker, som kan tas opp og resorberes av endotelcellene i tarmslimhinnen, skjer hovedsakelig i tolvfingertarmen, den første delen av tynntarmen etter magen. I tynntarmen aktiveres foreløpige stadier av fordøyelsesenzymer, kalt zymogener, av peptidaser i den bioaktive formen ved å dele opp visse aminosyrer. Spesifikasjonen av referanseverdier eller optimale konsentrasjoner av peptidaser kan bare noen gang forholde seg til en spesifikk peptidase, og i beste fall tillater det bare å trekke konklusjoner om eksistensen av visse problemer ved å sammenligne dem med noen andre laboratorieparametere og påfølgende differensialdiagnose.

For eksempel kan et forhøyet nivå av leucin-amino-peptidase (LAP) ennå ikke konkludere med at kolestase, en oppbygging av fordøyelsesenzymer, er til stede. LAP-verdiene for kvinner er 16-32 enheter per liter og for menn 11 til 35 enheter per liter. Hvis nivåene er for høye, bør de sjekkes med nivåene av visse leverenzymer i blodet, for eksempel alkalisk fosfatase, gamma-GTP og noen andre verdier.

Sykdommer og lidelser

Enzymer representerer den største gruppen av stoffer innen proteiner. Peptidaser og lipaser spiller en viktig rolle som fordøyelsesenzymer.

Det store antallet peptidaser - mer enn 250 forskjellige peptidaser er kjent - betyr at det også kan oppstå metabolske forstyrrelser, dvs. forårsaket av et ubalansert kosthold, sykdom eller toksiner. På den annen side kan det antas at det komplekse samspillet av enzymmetabolisme også kan påvirkes og svekkes av genmutasjoner. Symptomene og risikoen som følger av metabolske forstyrrelser kan variere fra milde til alvorlige.

Det er først nylig at sammenhengene mellom uspesifikke symptomer og spesifikke forstyrrelser i metabolismen av peptidaser og andre enzymer er blitt undersøkt. En redusert peptidaseaktivitet i tarmen fører til økt opptak av lengre kjede-peptider, som oppstår som fragmenter av proteiner i blodet og til økt utskillelse via nyrene, slik at fakta relativt enkelt kan bestemmes ved en urinalyse. Interessant nok har redusert peptidaseaktivitet blitt koblet til sykdommer som ADD, ADHD, schizofreni, autisme og depresjon.