Peptidaze so encimi, ki katalitično razgrajujejo peptidne vezi peptidov in beljakovin s hidrolizacijo, to je s pritrditvijo molekule H2O.
Peptidaze delujejo zunajcelično in znotrajcelično. Ne gre samo za razgradnjo beljakovin in peptidov za proizvodnjo energije in pridobivanje fragmentov za gradnjo novih beljakovin, ampak tudi za številne specializirane funkcije, kot je aktivacija encimsko delujočih beljakovin ali nevrotransmiterjev.
Kaj je peptidaza?
Najpomembnejša lastnost vseh peptidaz je njihova sposobnost pretrganja peptidnih vezi med dvema aminokislinama s hidrolizo. Molekula H2O se odlaga in praktično ustreza obratnemu postopku peptizacije.
Proteini in peptidi so sestavljeni iz niza aminokislin preko peptidnih vezi. Edina razlika med peptidi in beljakovinami je, da imajo beljakovine verige z več kot okoli 100 aminokislinami, medtem ko imajo peptidi krajše verige, ki imajo vsaj dve do največ 100 aminokislin. Veliko število peptidaz, specializiranih za določene točke napada in kataliznih procesov, predstavlja izziv za splošno razvrstitev. Razlikujemo lahko med ekso- in endopeptidazami.
Eksopeptidaze napadajo peptidne verige bodisi z N-končnega konca (aminopeptidaze) bodisi s konca C-konca (karboksipeptidaze) in so specializirane za delitev ene amino skupine naenkrat ali celotnih peptidnih fragmentov z dvema, tremi ali več aminokislinami. Endopeptidaze so specializirane za napad na specifične točke na beljakovine.Pogosto je to postopek aktiviranja encima, primerljiv z odstranitvijo zaklepnega vzvoda. Peptidaze lahko razvrstimo v skladu z mednarodno nomenklaturo ES.
Funkcija, učinek in naloge
Peptidaze izpolnjujejo več različnih osnovnih funkcij. Najbolj opazna funkcija in naloga v katabolični veji metabolizma je razdrobljenost beljakovin v hrani, da bi jih lahko absorbirali skozi črevesno sluznico.
Funkcija fragmentacije beljakovin je potrebna tudi v telesu, da razgradi lastne beljakovine v telesu z namenom pridobivanja energije ali proizvodnje beljakovinskih fragmentov za anabolični del metabolizma, da nastanejo novi proteini. Druga funkcija in naloga je aktiviranje določenih beljakovin po sintezi s cepitvijo določene aminokisline. Tako imenovane signalne peptidaze ločijo signalne peptide od beljakovin. To zagotavlja, da se beljakovine, proizvedene znotraj celic, prevažajo na predvideno mesto uporabe. Pomembna naloga peptidaz je njihovo sodelovanje v sintezi antigenov.
Za opravljanje te funkcije se peptidaze združijo in tvorijo kompleks peptidaze, proteasom. Intracelične peptidaze najdemo v skoraj vseh celičnih oddelkih in celičnih organelah, kjer med drugim ohranjajo beljakovinsko ravnovesje. Peptidaze prevzamejo tudi pomembne funkcije v procesu koagulacije in so zato skupaj odgovorne za hitro zaprtje rane, ne da bi se tvorili krvni strdki, ki se lahko odnesejo s krvnim obtokom in vodijo do srčnih napadov.
Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Peptidaze se pojavljajo v skoraj vseh tkivih kot zunajcelične peptidaze in v skoraj vseh celicah kot znotrajcelični peptidati, ki imajo vsaka drugačne naloge, vendar podobne funkcije in učinki. Zunajcelične peptidaze izločajo zunanje žleze, kot so žleze slinavke v ustih, želodčna sluznica in predvsem trebušna slinavka.
Proces razgradnje beljakovin se začne v ustih in se nadaljuje v želodcu. Dokončni razpad proteinov na določene koščke, ki jih lahko prevzamejo in resorbirajo endotelne celice črevesne sluznice, se zgodi predvsem v dvanajstniku, prvem oddelku tankega črevesa po želodcu. V tankem črevesju se v peakdazi v bioaktivni obliki aktivirajo predhodne faze prebavnih encimov, imenovane zimogeni, s cepitvijo nekaterih aminokislin. Specifikacija referenčnih vrednosti ali optimalnih koncentracij peptidaz se lahko kadar koli nanaša le na določeno peptidazo in v najboljšem primeru omogoča samo sklepe o obstoju določenih težav, če jih primerjamo z nekaterimi drugimi laboratorijskimi parametri in naknadno diferencialno diagnozo.
Na primer, povišana raven levcin-amino-peptidaze (LAP) še ne more sklepati, da je prisotna holestaza, ki je sestavljena iz prebavnih encimov. Vrednosti LAP za ženske so 16-32 enot na liter, za moške pa 11 do 35 enot na liter. Če so ravni pretirano visoke, jih je treba preveriti z vsebnostjo nekaterih jetrnih encimov v krvi, kot so alkalna fosfataza, gama-GTP in nekatere druge vrednosti.
Bolezni in motnje
Encimi predstavljajo največjo skupino snovi v beljakovinah. Peptidaze in lipaze imajo pomembno vlogo kot prebavni encimi.
Veliko število peptidaz - znanih je več kot 250 različnih peptidaz - pomeni, da se lahko pojavijo tudi presnovne motnje, ki jih povzroči neuravnotežena prehrana, bolezen ali toksini. Po drugi strani pa lahko sklepamo, da lahko na zapleteno prepletenost encimske presnove vplivajo in oslabijo tudi mutacije genov. Simptomi in tveganja, ki so posledica presnovnih motenj, so lahko od blage do hude.
Šele pred kratkim so raziskovali povezave med nespecifičnimi simptomi in specifičnimi motnjami v presnovi peptidaz in drugih encimov. Zmanjšana aktivnost peptidaze v črevesju vodi do povečanega vnosa peptidov z daljšimi verigami, ki nastanejo kot drobci beljakovin v krvi in do povečanega izločanja preko ledvic, tako da lahko dejstva relativno enostavno določimo z analizo urina. Zanimivo je, da je zmanjšana aktivnost peptidaze povezana z boleznimi, kot so ADD, ADHD, shizofrenija, avtizem in depresija.
