proteasi

proteasi

Enzima appartenente alla classe delle idrolasi, che idrolizza le proteine con la partecipazione di una molecola d’acqua. Le p. agiscono sul legame peptidico catalizzando la reazione RCH2 CONHCH2R′ + H2O ⇄ RCH2COOH + H2NCH2R′, in cui R e R′ rappresentano le diverse catene laterali degli amminoacidi.

Endopeptidasi ed esopeptidasi

Una distinzione tra i vari tipi di p. è stata proposta sulla base della posizione del legame peptidico idrolizzato: se questo è posto all’interno della molecola proteica, l’enzima responsabile della sua scissione viene detto proteinasi (o meglio endopeptidasi), se invece il legame peptidico è in posizione terminale, l’enzima che lo idrolizza viene detto peptidasi (o meglio esopeptidasi). Le esopeptidasi si suddividono in amminopeptidasi e carbossipeptidasi, a seconda che rimuovano il primo o l’ultimo amminoacido dalla catena polipeptidica della proteina. Alle endopeptidasi. appartengono gli enzimi tripsina, pepsina, chimotripsina, papaina, ecc., ciascuno dotato di una specificità per il tipo di legame peptidico che idrolizzano. Per es., la tripsina idrolizza solo i legami tra due amminoacidi il cui gruppo carbossilico è quello della lisina o dell’arginina.

Le proteasi più importanti

Le p. di cui si è più approfonditamente studiato il meccanismo d’azione sono le p. a serina, le quali posseggono un residuo di serina nel sito catalitico, indispensabile per la loro attività enzimatica, che funge da gruppo nucleofilo (ossia che viene attratto da un atomo che ha una lacuna di elettroni). La tripsina e la chimotripsina appartengono entrambe a questo sottogruppo. Altre famigle di p. ben caratterizzate sono le p. aspartiche (per es., la pepsina, la renina e la p. di HIV), le metalloproteasi (per es., la termolisina, la carbossipeptidasi e la metalloproteasi della matrice extracellulare, detta MMP) e le p. a cisteina (per es., la caspasi, la catepsina, la papaina e la calpaina). Più recentemente è stato dimostrato che il proteosoma contiene idrolasi che utilizzano la treonina come nucleofilo nel sito attivo.

Funzione metabolica

Oltre che nei processi di digestione delle proteine alimentari, l’attività delle p. è di vitale importanza per altre funzioni dell’organismo: le p. intervengono nei processi di maturazione di proteine, ormoni, enzimi, trasformando i rispettivi precursori nelle forme biologicamente attive, svolgono un ruolo primario nel processo della coagulazione del sangue, ecc. Poiché l’attività delle p. deve essere sotto stretto controllo, al fine di non provocare l’idrolisi indesiderata di proteine, la maggior parte di esse è sintetizzata come proenzima non attivo (per es, tripsinogeno, chimotripsinogeno, fibrinogeno), trasformato a sua volta nell’enzima attivo ad opera di altre p. e, una volta innescata la trasformazione, per azione di autocatalisi. Altre p. sono invece inibite allostericamente da inibitori di natura diversa. Visto il ruolo essenziale rivestito da molte p. c’è un enorme interesse medico e farmaceutico nello sviluppo di inibitori specifici. Tra questi gli inibitori della p. di HIV-1, usati nel trattamento di pazienti affetti da AIDS, inibitori della renina usati nel trattamento dell’ipertensione arteriosa, e inibitori della p. del virus dell’epatite C (HCV).