システインプロテアーゼ阻害剤とは？

システインプロテアーゼは、ポリペプチドとして知られるタンパク質を構成するアミノ酸の鎖を分解する酵素です。 システインプロテアーゼ阻害剤は、この酵素を標的とする物質です。 病原体は、その作用機序にシステインプロテアーゼを使用することが示されています。 システインプロテアーゼが癌の増殖、骨粗鬆症、アルツハイマー病、関節炎、微生物感染症に関与していることを示す証拠があります。 この酵素をブロックすることにより、システインプロテアーゼ阻害剤はこれらの状態と戦うための重要なツールになるかもしれません。

パパイン、カテプシン、カスパーゼおよびカルパインは、植物および動物に見られる主要なシステインプロテアーゼです。 システインプロテアーゼ阻害剤は、望ましくないシステインプロテアーゼ活性の中和に役立つタンパク質です。 これらの阻害剤の中には、プロテアーゼ部位をブロックしてアクセスを防ぐものや、酵素を強制的に自己破壊させるものがあります。

細胞には、悪性プロテアーゼ活性から身を守るためのいくつかの戦略があります。 アポトーシス阻害剤は、プログラムされた細胞死を妨げるタンパク質のファミリーです。 これらのタンパク質は、カスパーゼに結合してその機能を阻害することにより、システインプロテアーゼ阻害剤として機能します。 多くのウイルスは、カスパーゼ活性に依存して繁栄しています。

シスタチンタンパク質は、病原性システインプロテアーゼによって引き起こされる破壊から組織を保護するシステインプロテアーゼ阻害剤の多様なグループで構成されています。 研究者は、鶏卵からこのタイプの最初のシステインプロテアーゼ阻害剤を分離しました。 シスタチンは、システインプロテアーゼであるパパインとカテプシンを阻害することが示されています。

システインプロテアーゼ阻害剤として作用する別のタンパク質ファミリーはセルピンです。 このクラスのタンパク質は、パパインとカテプシンを阻害するために、ユニークな自殺のようなメカニズムを採用しています。 セルピンはシステインプロテアーゼを認識してから結合し、構造を不可逆的に変化させます。 この変異により、プロテアーゼが正常に機能しなくなります。 科学者は、人体にある3ダース以上のセルピンタンパク質を特定しています。

研究により、システインプロテアーゼ阻害剤が寄生虫の増殖を著しく減少させることが示されています。 寄生虫はシステインプロテアーゼを産生し、それは組織の侵入と破壊の調節に役割を果たすと思われます。 一部の寄生虫の耐性の性質により、研究者は異なるアプローチを検討するようになりました。 システインプロテアーゼ阻害剤は、薬剤耐性寄生虫感染症の代替治療法を提供する可能性があります。

研究者は、アルツハイマー病と闘うためのシステインプロテアーゼ阻害剤の潜在的な使用を調査しました。 脳内のベータアミロイドペプチドの異常な蓄積は、この状態の進行に役割を果たします。 動物実験では、システインプロテアーゼ阻害剤は、カテプシンBをブロックすることにより、ベータアミロイドペプチドの脳内レベルを最大70パーセント低下させました。この効果により、アルツハイマー病に関連する記憶障害が改善されます。