Was ist ein Cystein-Protease-Inhibitor?
Cystein-Protease ist ein Enzym, das Aminosäureketten abbaut, aus denen das als Polypeptide bekannte Protein besteht. Ein Cystein-Protease-Inhibitor ist eine Substanz, die auf dieses Enzym abzielt. Es wurde gezeigt, dass Krankheitserreger Cysteinproteasen in ihren Wirkmechanismen verwenden. Es gibt Hinweise darauf, dass Cysteinproteasen eine Rolle bei der Proliferation von Krebs, Osteoporose, Alzheimer, Arthritis und mikrobiellen Infektionen spielen. Durch die Blockierung dieses Enzyms könnte ein Cystein-Protease-Inhibitor ein wichtiges Instrument bei der Bekämpfung dieser Zustände sein.
Papain, Cathepsin, Caspase und Calpain sind die primären Cysteinproteasen, die in Pflanzen und Tieren vorkommen. Ein Cystein-Protease-Inhibitor ist ein Protein, das zur Neutralisierung unerwünschter Cystein-Protease-Aktivität beitragen kann. Einige dieser Inhibitoren blockieren Protease-Stellen, um den Zugang zu verhindern, und andere zwingen das Enzym zur Selbstzerstörung.
Zellen haben verschiedene Strategien, um sich gegen bösartige Proteaseaktivität zu schützen. Apoptosehemmer sind eine Familie von Proteinen, die den programmierten Zelltod stören. Diese Proteine wirken als Cystein-Protease-Inhibitoren, indem sie an Caspase binden und deren Funktion hemmen. Eine Reihe von Viren ist auf die Caspase-Aktivität angewiesen, um zu gedeihen.
Cystatin-Proteine bestehen aus einer vielfältigen Gruppe von Cystein-Protease-Inhibitoren, die das Gewebe vor der Zerstörung durch pathogene Cystein-Proteasen schützen. Die Forscher isolierten den ersten Cysteinproteaseinhibitor dieses Typs aus einem Hühnerei. Es wird gezeigt, dass Cystatin die Cysteinproteasen Papain und Cathepsin hemmt.
Eine weitere Familie von Proteinen, die als Cystein-Protease-Inhibitoren wirken, sind Serpine. Diese Klasse von Proteinen verwendet einen einzigartigen Selbstmord-ähnlichen Mechanismus, um Papain und Cathepsin zu hemmen. Serpine erkennen, binden dann an Cysteinproteasen und verändern irreversibel ihre Struktur. Diese Mutation verhindert, dass die Protease normal funktioniert. Wissenschaftler haben mehr als drei Dutzend Serpin-Proteine im menschlichen Körper identifiziert.
Studien haben gezeigt, dass Cysteinproteaseinhibitoren eine signifikante Reduktion der Parasitenproliferation bewirken. Parasiten produzieren Cysteinproteasen, die anscheinend eine Rolle bei der Modulation der Invasion und Zerstörung von Gewebe spielen. Die Resistenz einiger Parasiten hat die Forscher veranlasst, einen anderen Ansatz zu untersuchen. Cystein-Protease-Inhibitoren könnten eine alternative Behandlung für arzneimittelresistente parasitäre Infektionen darstellen.
Forscher haben die mögliche Verwendung von Cystein-Protease-Inhibitoren zur Bekämpfung der Alzheimer-Krankheit untersucht. Eine abnormale Anreicherung von Beta-Amyloid-Peptiden im Gehirn spielt eine Rolle für das Fortschreiten dieses Zustands. In tierexperimentellen Studien haben Cysteinproteaseinhibitoren den Gehalt an Beta-Amyloidpeptiden im Gehirn durch Blockierung von Cathepsin B um bis zu 70 Prozent gesenkt. Dieser Effekt führt zu verbesserten Gedächtnisdefiziten im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit.