Hvad er en cysteinproteaseinhibitor?
Cysteinprotease er et enzym, der nedbryder kæder af aminosyrer, der udgør protein kendt som polypeptider. En cysteinproteaseinhibitor er et stof, der er målrettet mod dette enzym. Patogener viser sig at bruge cysteinproteaser i deres virkningsmekanismer. Bevis tyder på, at cysteinproteaser spiller en rolle i kræftspredning, osteoporose, Alzheimers sygdom, gigt og mikrobielle infektioner. Ved at blokere dette enzym kan en cysteinproteaseinhibitor være et vigtigt redskab i bestræbelserne på at bekæmpe disse tilstande.
Papain, cathepsin, caspase og calpain er de primære cysteinproteaser, der findes i planter og dyr. En cysteinproteaseinhibitor er et protein, der kan hjælpe med at neutralisere uønsket cysteinproteaseaktivitet. Nogle af disse hæmmere blokerer protease-steder for at forhindre adgang, og andre tvinger enzymet til selvdestruktion.
Celler har adskillige strategier til at beskytte sig mod ondartet proteaseaktivitet. Apoptosehæmmere er en familie af proteiner, der interfererer med programmeret celledød. Disse proteiner fungerer som cysteinproteaseinhibitorer ved at binde til caspase og hæmme dets funktion. Et antal vira er afhængige af caspase-aktivitet for at blomstre.
Cystatinproteiner er sammensat af en forskellig gruppe af cysteinproteaseinhibitorer, der beskytter væv mod ødelæggelse forårsaget af patogene cysteinproteaser. Forskere isolerede den første cysteinproteaseinhibitor af denne type fra et kyllingæg. Cystatin viser sig at hæmme cysteinproteaserne papain og cathepsin.
En anden familie af proteiner, der fungerer som cysteinproteaseinhibitorer, er serpiner. Denne klasse af proteiner anvender en unik selvmordslignende mekanisme til at hæmme papain og cathepsin. Serpiner genkender og binder derefter til cysteinproteaser og ændrer deres struktur uigenkaldeligt. Denne mutation forhindrer protease i at fungere normalt. Forskere har identificeret mere end tre dusin serpinproteiner i den menneskelige krop.
Undersøgelser har indikeret, at cysteinproteaseinhibitorer forårsager en signifikant reduktion i parasitproliferation. Parasitter producerer cysteinproteaser, der ser ud til at spille roller i modulering af invasion og ødelæggelse af væv. Den resistente karakter af nogle parasitter har ført forskere til at undersøge en anden tilgang. Cysteinproteaseinhibitorer kan muligvis give en alternativ behandling af medikamentresistente parasitære infektioner.
Forskere har undersøgt den potentielle anvendelse af cysteinproteaseinhibitorer til bekæmpelse af Alzheimers sygdom. Unormal akkumulering af beta-amyloide peptider i hjernen spiller en rolle i udviklingen af denne tilstand. I dyreforsøg har cysteinproteaseinhibitorer reduceret beta-amyloid-peptidhjerneniveauet med op til 70 procent ved at blokere cathepsin B. Denne effekt resulterer i forbedrede hukommelsesunderskud forbundet med Alzheimers sygdom.