Peptidasen zijn enzymen die katalytisch peptidebindingen van peptiden en eiwitten afbreken door hydrolisatie, d.w.z. door de aanhechting van een H2O-molecuul.
Peptidasen werken extra- en intracellulair. Het gaat niet alleen om de afbraak van eiwitten en peptiden voor energieproductie en de extractie van fragmenten voor de opbouw van nieuwe eiwitten, maar ook om een aantal gespecialiseerde functies zoals activering van enzymatisch werkende eiwitten of neurotransmitters.
Wat is een peptidase?
Het belangrijkste kenmerk dat alle peptidasen kenmerkt, is hun vermogen om peptidebindingen tussen twee aminozuren te verbreken via hydrolyse. Een H2O-molecuul wordt afgezet en komt praktisch overeen met het omgekeerde van het peptisatieproces.
Eiwitten en peptiden bestaan via peptidebindingen uit een reeks aminozuren. Het enige verschil tussen peptiden en eiwitten is dat eiwitten bestaan uit ketens van meer dan ongeveer 100 aminozuren, terwijl peptiden kortere ketens hebben van minimaal twee tot maximaal 100 aminozuren. Het grote aantal peptidasen dat gespecialiseerd is in bepaalde aanvalspunten en katalyseprocessen vormt een uitdaging voor een algemene classificatie. Er kan een fundamenteel onderscheid worden gemaakt tussen exo- en endopeptidasen.
Exopeptidasen vallen peptideketens aan vanaf het N-terminale uiteinde (aminopeptidasen) of het C-terminale uiteinde (carboxypeptidasen) en zijn gespecialiseerd in het afsplitsen van één aminogroep per keer of hele peptidefragmenten met twee, drie of meer aminozuren. Endopeptidasen zijn gespecialiseerd in het aanvallen van specifieke punten op eiwitten.Vaak is dit het proces waarbij een enzym wordt geactiveerd, vergelijkbaar met het verwijderen van een vergrendelingshendel. Peptidasen kunnen worden geclassificeerd volgens de internationale EG-nomenclatuur.
Functie, effect en taken
Peptidasen vervullen verschillende basisfuncties. De meest opvallende functie en taak in de katabole tak van het metabolisme bestaat uit de fragmentatie van eiwitten in voedsel om ze via het darmslijmvlies te kunnen opnemen.
De eiwitfragmentatiefunctie is ook nodig in het lichaam om lichaamseigen eiwitten af te breken voor het opwekken van energie of voor de productie van eiwitfragmenten voor het anabole deel van het metabolisme om nieuwe eiwitten op te bouwen. Een andere functie en taak is om bepaalde eiwitten na synthese te activeren door een bepaald aminozuur af te splitsen. Zogenaamde signaalpeptidasen maken signaalpeptiden los van eiwitten. Dit zorgt ervoor dat intracellulair geproduceerde eiwitten naar de beoogde plaats van gebruik worden getransporteerd. Een belangrijke taak voor peptidasen is hun deelname aan de synthese van antigenen.
Om deze functie uit te voeren, combineren peptidasen zich om een peptidasecomplex, het proteasoom, te vormen. Intracellulaire peptidasen komen voor in bijna alle celcompartimenten en celorganellen, waar ze onder andere de eiwitbalans in stand houden. Peptidasen vervullen ook belangrijke functies binnen het stollingsproces en zijn daarom medeverantwoordelijk voor het snel sluiten van een wond zonder vorming van bloedstolsels, die met de bloedbaan kunnen worden meegevoerd en tot hartaanvallen kunnen leiden.
Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Peptidasen komen in bijna alle weefsels voor als extracellulaire peptidasen en in praktisch alle cellen als intracellulaire peptiden, elk met verschillende taken maar vergelijkbare functies en effecten. Extracellulaire peptidasen worden uitgescheiden door exocriene klieren zoals de speekselklieren in de mond, het maagslijmvlies en vooral door de alvleesklier.
Het proces van eiwitafbraak begint in de mond en gaat door in de maag. De uiteindelijke afbraak van de eiwitten in gedefinieerde stukken, die kunnen worden opgenomen en geresorbeerd door de endotheelcellen van het darmslijmvlies, vindt voornamelijk plaats in de twaalfvingerige darm, het eerste deel van de dunne darm na de maag. In de dunne darm worden voorbereidende stadia van spijsverteringsenzymen, zymogenen genaamd, geactiveerd door peptidasen in de bioactieve vorm door bepaalde aminozuren af te splitsen. De specificatie van referentiewaarden of optimale concentraties van peptidasen kan alleen betrekking hebben op een specifiek peptidase en laat in het beste geval toe om conclusies te trekken over het bestaan van bepaalde problemen door ze te vergelijken met enkele andere laboratoriumparameters en daaropvolgende differentiële diagnose.
Een verhoogde leucine-amino-peptidase (LAP) -spiegel kan bijvoorbeeld nog niet concluderen dat cholestase, een opeenhoping van spijsverteringsenzymen, aanwezig is. De LAP-waarden voor vrouwen zijn 16-32 eenheden per liter en voor mannen 11 tot 35 eenheden per liter. Als de niveaus te hoog zijn, moeten ze worden gecontroleerd met de niveaus van bepaalde leverenzymen in het bloed, zoals alkalische fosfatase, gamma-GTP en enkele andere waarden.
Ziekten en aandoeningen
Enzymen vormen de grootste groep stoffen binnen eiwitten.Peptidasen en lipasen spelen een belangrijke rol als verteringsenzymen.
Door het grote aantal peptidasen - er zijn meer dan 250 verschillende peptidasen bekend - kunnen ook opgelopen stofwisselingsstoornissen, d.w.z. veroorzaakt door een onevenwichtige voeding, ziekte of toxines, optreden. Aan de andere kant kan worden aangenomen dat het complexe samenspel van enzymmetabolisme ook kan worden beïnvloed en verstoord door genmutaties. De symptomen en risico's die voortvloeien uit de stofwisselingsstoornissen kunnen variëren van mild tot ernstig.
Pas recentelijk zijn de verbanden tussen niet-specifieke symptomen en specifieke stoornissen in het metabolisme van peptidasen en andere enzymen onderzocht. Een verminderde peptidase-activiteit in de darm leidt tot een verhoogde opname van langere-keten-peptiden, die als fragmenten van eiwitten in het bloed ontstaan en tot een verhoogde uitscheiding via de nieren, zodat de feiten relatief eenvoudig door een urineonderzoek kunnen worden vastgesteld. Interessant is dat verminderde peptidase-activiteit in verband is gebracht met ziekten zoals ADD, ADHD, schizofrenie, autisme en depressie.
