Sistein proteaz, polipeptitler olarak bilinen proteini oluşturan amino asit zincirlerini parçalayan bir enzimdir. Bir sistein proteaz inhibitörü, bu enzimi hedef alan bir maddedir. Patojenlerin sistein proteazlarını etki mekanizmalarında kullandıkları gösterilmiştir. Kanıtlar, sistein proteazlarının kanser proliferasyonu, osteoporoz, Alzheimer hastalığı, artrit ve mikrobiyal enfeksiyonlarda rol oynadığını göstermektedir. Bu enzimi bloke ederek, bir sistein proteaz inhibitörü, bu koşullarla mücadelede önemli bir araç olabilir.
Papain, katepsin, kaspaz ve kalpain bitki ve hayvanlarda bulunan primer sistein proteazlarıdır. Bir sistein proteaz inhibitörü, istenmeyen sistein proteaz aktivitesini nötrleştirmeye yardımcı olabilecek bir proteindir. Bu inhibitörlerin bazıları erişimi engellemek için proteaz alanlarını bloke eder ve diğerleri enzimi kendi kendini imha etmeye zorlar.
Hücreler, kendilerini kötü huylu proteaz aktivitesine karşı korumak için çeşitli stratejilere sahiptir. Apoptoz inhibitörleri, programlanmış hücre ölümüne müdahale eden bir protein ailesidir. Bu proteinler, kaspaza bağlanarak ve onun çalışmasını engelleyerek sistein proteaz inhibitörleri olarak görev yapar. Bir dizi virüs gelişmek için kaspaz aktivitesine güvenir.
Sistatin proteinleri, dokuları patojenik sistein proteazlarının neden olduğu tahribattan koruyan çok çeşitli sistein proteaz inhibitörlerinden oluşur. Araştırmacılar bu tip ilk sistein proteaz inhibitörünü bir tavuk yumurtasından izole etti. Sistatinin sistein proteazlarını papain ve katepsini inhibe ettiği gösterilmiştir.
Sistein proteaz inhibitörleri olarak işlev gören başka bir protein ailesi serpinlerdir. Bu protein sınıfı papain ve katepsini inhibe etmek için benzersiz bir intihar benzeri mekanizma kullanır. Serpinler tanır, sonra sistein proteazlarına bağlanır ve yapılarını geri dönüşümsüz olarak değiştirir. Bu mutasyon, proteazın normal şekilde çalışmasını önler. Bilim adamları, insan vücudunda üç düzineden fazla serpin proteini tespit etmişlerdir.
Çalışmalar sistein proteaz inhibitörlerinin parazit proliferasyonunda önemli bir azalmaya neden olduğunu göstermiştir. Parazitler, dokunun yayılması ve tahrip edilmesinin modüle edilmesinde rol oynayan görünen sistein proteazları üretir. Bazı parazitlerin dirençli doğası, araştırmacıları farklı bir yaklaşımı incelemeye yönlendirmiştir. Sistein proteaz inhibitörleri ilaca dirençli paraziter enfeksiyonlar için alternatif bir tedavi sağlayabilir.
Araştırmacılar, Alzheimer hastalığına karşı savaşmak için sistein proteaz inhibitörlerinin potansiyel kullanımını araştırdı. Beyinde beta-amiloid peptidlerinin anormal birikimi, bu durumun ilerlemesinde rol oynar. Hayvan çalışmalarında, sistein proteaz inhibitörleri, katepsin B'yi bloke ederek beta-amiloid peptid beyin seviyelerini yüzde 70 kadar düşürmüştür.
