Proteolyysi

Proteolyysi on proteiinien pilkkoutuminen proteaasien katalysoimana, jolloin syntyy peptidejä ja lopulta vapaita aminohappoja. Se on hydrolyysi, jossa veden molekyyli katkaisee peptidejä. Proteolyysi on välttämätöntä monissa biologisissa prosesseissa, kuten ravinnon pilkkomisessa, solujen proteiinikierrätyksessä sekä esiasteiden ja proteiinien aktivoitumisessa.

Proteaasit jaetaan endopeptidaaseihin ja exopeptidaaseihin. Endopeptidaasit leikkaavat peptidejä keskeltä, exopeptidaasit poistavat aminohappoja peptideistä päistä. Keskeisiä katalyyttisiä luokkia ovat seriiniproteaasit (esim. trypsiini, chymotrypsiini), cysteiini-proteaasit (kaspasit), metalloproteaasit (esim. MMP:t) sekä aspartaattiproteaasit (pepsiini). Ruoansulatuskanavassa tyypillisiä esimerkkejä ovat pepsiini mahalaukussa sekä haimasta erittyvät seriiniproteaasit.

Solutasolla proteolyysi toteutuu sekä proteolyyttisten koneistojen että lysosomaalisen proteolyysin kautta. Tärkeimpiä järjestelmiä ovat ubiquitin-proteasome-järjestelmä, joka merkkää proteiineja pilkottavaksi, sekä lysosomaalinen proteolyysi kathepsiinien välityksellä. Proteolyysi on myös keskeistä erilaisten esiasteiden, kuten hormonien ja reseptorien, aktivoinnissa ja signaalien säätelyssä.

Regulaatio perustuu zymogeenien aktivointiin, proteaasien inhiboittoreihin, subcellulaariseen erotteluun ja pH:hin. Epätasapaino proteolyysissä voi liittyä sairauksiin, kuten pankreatitiin, syöpään ja neurodegeneratiivisiin sairauksiin. Proteaasien toimintaan kohdistuvat lääkehoidot ovat tärkeä tutkimusalue.