Peptidase

Peptiidaasid "Ensüümid" on ensüümid, mis lagundavad katalüütiliselt peptiidide ja valkude peptiidsidemeid hüdroliseerimise kaudu, st H2O molekuli kinnitumise kaudu.

Peptidaasid toimivad ekstra- ja rakusiseselt. See ei tähenda ainult energia tootmiseks mõeldud valkude ja peptiidide lagundamist ning fragmentide ekstraheerimist uute valkude ehitamiseks, vaid ka mitmeid spetsialiseeritud funktsioone, näiteks ensümaatiliselt toimivate valkude või neurotransmitterite aktiveerimine.

Mis on peptidaas?

Kõige olulisem omadus, mis kõiki peptidaase iseloomustab, on nende võime hüdrolüüsi teel purustada peptiidsidemed kahe aminohappe vahel. H2O molekul ladestub ja vastab praktiliselt peptimisprotsessi tagasikäigule.

Valgud ja peptiidid koosnevad peptiidsidemete kaudu aminohapete jadast. Ainus erinevus peptiidide ja valkude vahel on see, et valgud koosnevad rohkem kui umbes 100 aminohappe ahelatest, samal ajal kui peptiididel on lühemad ahelad, vähemalt kaks kuni maksimaalselt 100 aminohapet. Teatud rünnakupunktidele ja katalüüsiprotsessidele spetsialiseerunud peptidaaside suur arv seab väljakutse üldiseks klassifitseerimiseks. Põhi- vahet saab teha ekso- ja endopeptidaaside vahel.

Exopeptidaasid ründavad peptiidahelaid kas N-terminaalsest otsast (aminopeptidaasid) või C-terminaalsest otsast (karboksüpeptidaasid) ja on spetsialiseerunud ühe aminorühma korraga või tervete peptiidifragmentide jagamisele kahe, kolme või enama aminohappega. Endopeptidaasid on spetsialiseerunud valkude spetsiifiliste punktide ründamisele.Sageli on see ensüümi aktiveerimise protsess, võrreldav lukustushoova eemaldamisega. Peptiidaase saab klassifitseerida vastavalt rahvusvahelisele EÜ nomenklatuurile.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Peptidaasid täidavad mitmeid erinevaid põhifunktsioone. Ainevahetuse kataboolse haru kõige märgatavam funktsioon ja ülesanne seisneb toidus sisalduvate valkude killustamises, et neid saaks imada läbi soole limaskesta.

Valkude fragmenteerimise funktsioon on kehas vajalik ka keha enda valkude lagundamiseks energia tootmiseks või valkude fragmentide tootmiseks ainevahetuse anaboolse osa jaoks, et moodustada uusi valke. Veel üks funktsioon ja ülesanne on pärast sünteesi aktiveerida teatud valgud, eraldades teatud aminohappe. Niinimetatud signaalpeptidaasid eraldavad signaalpeptiidid valkudest. See tagab rakusisese toodetud valkude transportimise ettenähtud kasutuskohta. Peptidaaside oluline ülesanne on nende osalemine antigeenide sünteesis.

Selle funktsiooni täitmiseks ühendavad peptidaasid peptidaasi kompleksi ehk proteasoomi. Rakusiseseid peptidaase võib leida peaaegu kõigist raku sektsioonidest ja raku organellidest, kus nad muu hulgas säilitavad valkude tasakaalu. Peptidaasid täidavad ka hüübimisprotsessis olulisi funktsioone ja vastutavad seetõttu koos haava kiire sulgemise eest, ilma et tekiksid verehüübed, mis võivad vereringesse viia ja põhjustada südameinfarkti.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Peptidaasid esinevad peaaegu kõigis kudedes rakuväliste peptidaasidena ja praktiliselt kõigis rakkudes rakusisese peptiidina, millel kõigil on erinevad ülesanded, kuid sarnased funktsioonid ja mõju. Rakuvälised peptidaasid sekreteeritakse eksokriinsete näärmete, näiteks suus asuvate süljenäärmete, mao limaskesta ja ennekõike kõhunäärme kaudu.

Valkude lagunemise protsess algab suus ja jätkub maos. Valkude lõplik jaotus määratletud tükkideks, mida soolestiku limaskesta endoteelirakud võivad omastada ja resorbeerida, toimub peamiselt kaksteistsõrmiksooles - peensoole esimeses osas pärast magu. Peensooles aktiveeritakse seedeensüümide esialgsed etapid, mida nimetatakse tsümogeenideks, peptidaaside abil bioaktiivsel kujul, eraldades teatud aminohapped. Peptidaaside kontrollväärtuste või optimaalsete kontsentratsioonide täpsustamine võib kunagi olla seotud ainult konkreetse peptidaasiga ja parimal juhul võimaldab see teatud probleemide olemasolu kohta järeldusi teha vaid mõne muu laboratoorse parameetri võrdluse ja järgneva diferentsiaaldiagnostika abil.

Näiteks ei saa kõrgendatud leutsiin-aminopeptidaasi (LAP) taset veel järeldada, et esineks kolestaas, seedeensüümide kogunemine. Naiste LAP väärtused on 16–32 ühikut liitri kohta ja meeste puhul 11–35 ühikut liitri kohta. Kui tase on liiga kõrge, tuleb seda kontrollida vere teatud maksaensüümide, näiteks aluselise fosfataasi, gamma-GTP, taseme ja mõne muu väärtuse suhtes.

Haigused ja häired

Ensüümid esindavad valkude suurimat ainete rühma. Peptidaasid ja lipaasid mängivad olulist rolli seedeensüümidena.

Peptidaaside suur arv - teada on enam kui 250 erinevat peptidaasi - tähendab, et tekkida võivad ka omandatud ainevahetushäired, s.o tasakaalustamata toitumise, haiguse või toksiinide põhjustatud häired. Teisest küljest võib eeldada, et geenimutatsioonid võivad mõjutada ja kahjustada ka ensüümide metabolismi keerulist koosmõju. Ainevahetushäiretest tulenevad sümptomid ja riskid võivad olla kerged kuni rasked.

Alles hiljuti uuriti seoseid peptidaaside ja teiste ensüümide metabolismi mittespetsiifiliste sümptomite ja spetsiifiliste häirete vahel. Peptidaasi vähenenud aktiivsus soolestikus põhjustab pikema ahelaga peptiidide suuremat omastamist, mis tekivad veres valkude fragmentidena, ja suurenenud eritumist neerude kaudu, nii et fakte saab uriinianalüüsi abil suhteliselt hõlpsalt kindlaks teha. Huvitaval kombel on peptidaasi vähenenud aktiivsus seotud selliste haigustega nagu ADD, ADHD, skisofreenia, autism ja depressioon.