Wat is een cysteïne-proteaseremmer?
Cysteïneprotease is een enzym dat ketens van aminozuren afbreekt die eiwitten vormen die bekend staan als polypeptiden. Een cysteïneproteaseremmer is een stof die zich richt op dit enzym. Pathogenen blijken cysteïneproteasen te gebruiken in hun werkingsmechanismen. Er zijn aanwijzingen dat cysteïneproteasen een rol spelen bij de proliferatie van kanker, osteoporose, de ziekte van Alzheimer, artritis en microbiële infecties. Door dit enzym te blokkeren, kan een cysteïneproteaseremmer een belangrijk hulpmiddel zijn bij het bestrijden van deze aandoeningen.
Papaïne, cathepsine, caspase en calpaïne zijn de primaire cysteïneproteasen die in planten en dieren worden gevonden. Een cysteïneproteaseremmer is een eiwit dat kan helpen bij het neutraliseren van ongewenste cysteïneproteaseactiviteit. Sommige van deze remmers blokkeren proteaseplaatsen om toegang te voorkomen, en anderen dwingen het enzym zichzelf te vernietigen.
Cellen hebben verschillende strategieën om zichzelf te beschermen tegen kwaadaardige proteaseactiviteit. Apoptose-remmers zijn een familie van eiwitten die interfereren met geprogrammeerde celdood. Deze eiwitten werken als cysteïneproteaseremmers door zich te binden aan caspase en de werking ervan te remmen. Een aantal virussen vertrouwen op caspase-activiteit om te floreren.
Cystatine-eiwitten zijn samengesteld uit een diverse groep cysteïneproteaseremmers die weefsels beschermen tegen de vernietiging veroorzaakt door pathogene cysteïneproteasen. Onderzoekers isoleerden de eerste cysteïneproteaseremmer van dit type uit een kippenei. Van cystatine is aangetoond dat het de cysteïneproteasen papaïne en cathepsine remt.
Een andere familie van eiwitten die werken als cysteïneproteaseremmers zijn serpines. Deze klasse eiwitten maakt gebruik van een uniek zelfmoordachtig mechanisme om papaïne en cathepsine te remmen. Slangen herkennen, binden zich vervolgens aan cysteïneproteasen en veranderen hun structuur onomkeerbaar. Deze mutatie voorkomt dat het protease normaal functioneert. Wetenschappers hebben meer dan drie dozijn serpin-eiwitten in het menselijk lichaam geïdentificeerd.
Studies hebben aangetoond dat cysteïneproteaseremmers een significante vermindering van parasietproliferatie veroorzaken. Parasieten produceren cysteïneproteasen die een rol lijken te spelen bij het moduleren van de invasie en vernietiging van weefsel. Het resistente karakter van sommige parasieten heeft ertoe geleid dat onderzoekers een andere aanpak hebben onderzocht. Cysteïneproteaseremmers kunnen een alternatieve behandeling bieden voor geneesmiddelresistente parasitaire infecties.
Onderzoekers hebben het mogelijke gebruik van cysteïneproteaseremmers voor de bestrijding van de ziekte van Alzheimer onderzocht. Abnormale accumulatie van bèta-amyloïde peptiden in de hersenen speelt een rol bij de progressie van deze aandoening. In dierstudies hebben cysteïneproteaseremmers het bèta-amyloïdepeptidegehalte in hersenen met maar liefst 70 procent verlaagd door cathepsine B te blokkeren. Dit effect resulteert in verbeterde geheugentekorten geassocieerd met de ziekte van Alzheimer.