Hva er en cysteinproteaseinhibitor?

Cysteinprotease er et enzym som bryter ned kjeder av aminosyrer som utgjør protein kjent som polypeptider. En cysteinproteaseinhibitor er et stoff som er rettet mot dette enzymet. Patogener viser seg å bruke cysteinproteaser i sine virkningsmekanismer. Bevis tyder på at cysteinproteaser spiller en rolle i kreftutbredelse, osteoporose, Alzheimers sykdom, leddgikt og mikrobielle infeksjoner. Ved å blokkere dette enzymet kan en cysteinproteaseinhibitor være et viktig verktøy i arbeidet med å bekjempe disse forholdene.

Papain, cathepsin, caspase og calpain er de viktigste cysteinproteasene som finnes i planter og dyr. En cysteinproteaseinhibitor er et protein som kan bidra til å nøytralisere uønsket cysteinproteaseaktivitet. Noen av disse hemmerne blokkerer proteasesider for å forhindre tilgang, og andre tvinger enzymet til selvdestruksjon.

Celler har flere strategier for å beskytte seg mot ondartet proteaseaktivitet. Apoptosehemmere er en familie av proteiner som forstyrrer programmert celledød. Disse proteinene fungerer som cysteinproteasehemmere ved å binde seg til caspase og hemme dens funksjon. En rekke virus er avhengige av caspase-aktivitet for å blomstre.

Cystatinproteiner er sammensatt av en mangfoldig gruppe cysteinproteasehemmere som beskytter vev mot ødeleggelse forårsaket av patogene cysteinproteaser. Forskere isolerte den første cysteinproteaseinhibitoren av denne typen fra et kyllingegg. Cystatin er vist å hemme cysteinproteasene papain og cathepsin.

En annen familie med proteiner som fungerer som cysteinproteasehemmere er serpiner. Denne klassen proteiner bruker en unik selvmordslignende mekanisme for å hemme papain og cathepsin. Serpiner gjenkjenner og binder seg deretter til cysteinproteaser og endrer irreversibelt deres struktur. Denne mutasjonen forhindrer at proteasen fungerer normalt. Forskere har identifisert mer enn tre dusin serpinproteiner i menneskekroppen.

Studier har indikert at cysteinproteasehemmere forårsaker en betydelig reduksjon i parasittformering. Parasitter produserer cysteinproteaser som ser ut til å spille roller i å modulere invasjonen og ødeleggelsen av vev. Den resistente naturen til noen parasitter har ført til at forskere har undersøkt en annen tilnærming. Cysteinproteasehemmere kan gi en alternativ behandling for medikamentresistente parasittinfeksjoner.

Forskere har undersøkt potensiell bruk av cysteinproteasehemmere for å bekjempe Alzheimers sykdom. Unormal akkumulering av beta-amyloide peptider i hjernen spiller en rolle i utviklingen av denne tilstanden. I dyreforsøk har cysteinproteasehemmere redusert beta-amyloid peptidhjernenivået med så mye som 70 prosent ved å blokkere cathepsin B. Denne effekten resulterer i forbedrede hukommelsesunderskudd assosiert med Alzheimers sykdom.