Vilka är de olika typerna av protein-digererande enzymer?
Proteinspjälkande enzymer, även kallade proteaser eller peptidaser, är proteiner som metaboliserar andra proteiner till mindre molekyler. Vissa proteaser är en avgörande komponent i matsmältningssystemen hos de flesta djur, där de katalyserar nedbrytningen av protein från livsmedel till de aminosyror som dessa är gjorda från. Andra tjänar som katalysatorer för många grundläggande cellfunktioner, inklusive hormonaktivering och deaktivering, celldöd, tillväxt och immunsystemaktivering. Olika typer av proteaser klassificeras enligt deras mekanism för proteinnedbrytning.
Proteinspjälkning sker genom hydrolys av peptidbindningarna som sammanfogar ett proteins aminosyror. Proteaser utför denna process, så kallad proteolys. Proteinmetabolism innebär att proteiner delas in i deras bestående aminosyror, som sedan bearbetas med olika anabola vägar till antingen nya proteiner eller andra föreningar. De olika typerna av proteaser kategoriseras ofta enligt vilka aminosyra i ett protein aktiverar deras klyvning av peptidbindningarna som håller proteiner ihop. De huvudsakliga typerna av protein-digererande enzymer syntetiseras som stora prekursormolekyler och trimmas sedan ner till en mindre molekyl, vilket bara lämnar det fungerande enzymet.
De viktigaste proteindjälvande enzymerna i matsmältningssystemet är pepsin, trypsin och chymotrypsin. Pepsin tillverkas i magen och trypsin och chymotrypsin tillverkas i bukspottkörteln. Dessa enzymer bryter ner proteiner i magen och tunntarmen medan andra matsmältningsenzymer metaboliserar kolhydrater och lipider.
Pepsin är den viktigaste i denna grupp, och den är en del av en enzymgrupp som kallas aspartatproteaser. De senare två - trypsin och chymotrypsin - är en typ av enzym som kallas serinproteaser. Denna grupp katalyserar några av de kemiska kaskaderna som leder immunceller att attackera antigener och orsakar de reaktioner som är nödvändiga för blodkoagulation.
En annan av de typer av protein-digererande enzymer kallas exopeptidaser och tillverkas i bukspottkörteln. Dessa tar bort aminosyror från ändarna av ett proteins polypeptidkedja. Denna typ av enzym kan helt smälta ett protein eftersom det börjar bryta bindningarna mellan de enskilda aminosyrorna i den ena änden av kedjan och fortsätter att göra detta ända ner till den andra änden. Exopeptidaser katalyserar mycket snabb matsmältning av proteiner och kan skada den omgivande vävnaden om de läcker ut ur bukspottkörteln och i blodomloppet på grund av skada.
En annan grupp protein-digererande enzymer kontrollerar cirkulationen av proteiner genom att bryta ned överskott eller skadade molekyler. Många av dessa enzymer är kända som cysteinproteaser, och de förekommer i många djur och växter. De finns i frukter som ananas och papaya och står för en del av den intensiva surheten i fruktens juice. Cysteinproteaser är viktiga för processen med programmerad celldöd, hormontillverkning, benutveckling och många signaleringskaskader hos människor. Forskare tror också att denna typ av proteas påverkar nyckelpunkter i cellcykeln, vilket påverkar de olika stadierna i celltillväxt och -delning.