Wat zijn de verschillende soorten proteïne-verterende enzymen?
Eiwitverterende enzymen, ook wel proteasen of peptidasen genoemd, zijn eiwitten die andere eiwitten metaboliseren tot kleinere moleculen. Sommige proteasen zijn een cruciaal onderdeel van het spijsverteringsstelsel van de meeste dieren, waar ze de afbraak van eiwitten uit voedsel katalyseren in de aminozuren waaruit deze zijn gemaakt. Anderen dienen als katalysatoren van vele basiscelfuncties, waaronder hormoonactivatie en deactivering, celdood, groei en activering van het immuunsysteem. Verschillende soorten proteasen worden geclassificeerd volgens hun mechanisme van eiwitafbraak.
Eiwitvertering vindt plaats door hydrolyse van de peptidebindingen die de aminozuren van een eiwit samenvoegen. Proteasen voeren dit proces uit, bekend als proteolyse. Eiwitmetabolisme omvat het verdelen van eiwitten in hun samenstellende aminozuren, die vervolgens via verschillende anabole routes worden verwerkt tot nieuwe eiwitten of andere verbindingen. De verschillende soorten proteasen worden vaak gecategoriseerd volgens welk aminozuur in een eiwit hun splitsing van de peptidebindingen die eiwitten bij elkaar houden activeert. De belangrijkste soorten eiwitverterende enzymen worden gesynthetiseerd als grote voorlopermoleculen en vervolgens teruggebracht tot een kleinere molecule, waardoor alleen het werkende enzym overblijft.
De belangrijkste eiwitverterende enzymen in het spijsverteringsstelsel zijn pepsine, trypsine en chymotrypsine. Pepsine wordt in de maag gemaakt en trypsine en chymotrypsine worden in de alvleesklier gemaakt. Deze enzmen breken eiwitten in de maag en dunne darm af, terwijl andere spijsverteringsenzymen koolhydraten en lipiden metaboliseren.
Pepsine is de belangrijkste van deze groep en maakt deel uit van een enzymgroep die aspartaatproteasen wordt genoemd. De laatste twee - trypsine en chymotrypsine - zijn een soort enzym dat serineproteasen wordt genoemd. Deze groep katalyseert enkele van de chemische cascades die immuuncellen ertoe brengen antigenen aan te vallen en de reacties veroorzaken die nodig zijn voor bloedstolling.
Een ander type eiwit-verterende enzymen worden exopeptidasen genoemd en worden in de alvleesklier vervaardigd. Deze verwijderen aminozuren van uiteinden van de polypeptideketen van een eiwit. Dit type enzym kan een eiwit volledig verteren omdat het de bindingen tussen de afzonderlijke aminozuren aan het ene uiteinde van de keten begint te verbreken en dit tot het andere uiteinde blijft doen. Exopeptidasen katalyseren een zeer snelle vertering van eiwitten en kunnen schadelijk zijn voor het omliggende weefsel als ze uit de alvleesklier en in de bloedbaan lekken vanwege letsel.
Een andere groep eiwitverterende enzymen regelt de circulatie van eiwitten door overtollige of beschadigde moleculen af te breken. Veel van deze enzymen staan bekend als cysteïneproteasen en komen in veel dieren en planten voor. Ze worden gevonden in fruit zoals ananas en papaja en verklaren een deel van de intense zuurgraad in de sappen van deze vruchten. Cysteïneproteasen zijn essentieel voor het proces van geprogrammeerde celdood, hormoonproductie, botontwikkeling en vele signaalcascades bij mensen. Onderzoekers geloven ook dat dit type protease belangrijke punten in de celcyclus beïnvloedt en de verschillende stadia van celgroei en deling beïnvloedt.