Jakie są różne rodzaje enzymów trawiących białka?
Enzymy trawiące białka, zwane także proteazami lub peptydazami, są białkami, które metabolizują inne białka w mniejsze cząsteczki. Niektóre proteazy są kluczowym składnikiem układu trawiennego większości zwierząt, gdzie katalizują rozkład białka z pożywienia na aminokwasy, z których są wytwarzane. Inne służą jako katalizatory wielu podstawowych funkcji komórek, w tym aktywacji i dezaktywacji hormonów, śmierci komórek, wzrostu i aktywacji układu odpornościowego. Różne rodzaje proteaz są klasyfikowane zgodnie z ich mechanizmem rozpadu białka.
Trawienie białka zachodzi przez hydrolizę wiązań peptydowych, które łączą ze sobą aminokwasy białka. Proteazy przeprowadzają ten proces, znany jako proteoliza. Metabolizm białek obejmuje dzielenie białek na ich aminokwasy składowe, które są następnie przetwarzane różnymi drogami anabolicznymi na nowe białka lub inne związki. Różne rodzaje proteaz są często dzielone na kategorie, według których aminokwas w białku aktywuje ich rozszczepianie wiązań peptydowych, które utrzymują białka razem. Główne typy enzymów trawiących białka są syntetyzowane jako duże cząsteczki prekursorowe, a następnie przycinane do mniejszej cząsteczki, pozostawiając tylko działający enzym.
Głównymi enzymami trawiącymi białka w układzie trawiennym są pepsyna, trypsyna i chymotrypsyna. Pepsyna jest wytwarzana w żołądku, a trypsyna i chymotrypsyna w trzustce. Te enzymy rozkładają białka w żołądku i jelicie cienkim, podczas gdy inne enzymy trawienne metabolizują węglowodany i lipidy.
Pepsyna jest najważniejszą z tej grupy i należy do grupy enzymów zwanych proteazami asparaginianowymi. Te dwa ostatnie - trypsyna i chymotrypsyna - są rodzajem enzymu zwanego proteazami serynowymi. Ta grupa katalizuje niektóre kaskady chemiczne, które prowadzą komórki odpornościowe do atakowania antygenów i powodują reakcje niezbędne do krzepnięcia krwi.
Inny rodzaj enzymów trawiących białka nazywa się egzopeptydazami i jest wytwarzany w trzustce. Usuwają one aminokwasy z końców łańcucha polipeptydowego białka. Ten rodzaj enzymu może całkowicie trawić białko, ponieważ zaczyna przerywać wiązania między poszczególnymi aminokwasami na jednym końcu łańcucha i kontynuuje to aż do drugiego końca. Egzopeptydazy katalizują bardzo szybkie trawienie białek i mogą być szkodliwe dla otaczającej tkanki, jeśli wyciekną z trzustki i do krwioobiegu z powodu uszkodzenia.
Inna grupa enzymów trawiących białka kontroluje krążenie białek poprzez degradację nadmiaru lub uszkodzeń cząsteczek. Wiele z tych enzymów jest znanych jako proteazy cysteinowe i występują u wielu zwierząt i roślin. Znajdują się w owocach takich jak ananas i papaja i odpowiadają za niektóre z intensywnych kwasowości soków z tych owoców. Proteazy cysteinowe są niezbędne w procesie programowanej śmierci komórkowej, produkcji hormonów, rozwoju kości i wielu kaskad sygnalizacyjnych u ludzi. Naukowcy uważają również, że ten rodzaj proteazy wpływa na kluczowe punkty cyklu komórkowego, wpływając na różne etapy wzrostu i podziału komórek.