Una proteasa (también llamada peptidasa o proteinasa ) es una enzima que cataliza (aumenta la velocidad de reacción o "acelera") la proteólisis , descomponiendo las proteínas en polipéptidos más pequeños o aminoácidos individuales y estimulando la formación de nuevos productos proteicos. [1] Lo hacen escindiendo los enlaces peptídicos dentro de las proteínas por hidrólisis , una reacción en la que el agua rompe los enlaces . Las proteasas están involucradas en muchas funciones biológicas, incluida la digestión.de proteínas ingeridas, catabolismo de proteínas (degradación de proteínas antiguas), [2] [3] y señalización celular .
En ausencia de aceleradores funcionales, la proteólisis sería muy lenta y tomaría cientos de años . [4] Las proteasas se pueden encontrar en todas las formas de vida y virus . Han evolucionado de forma independiente varias veces , y diferentes clases de proteasa pueden realizar la misma reacción mediante mecanismos catalíticos completamente diferentes .
Las proteasas se agruparon por primera vez en 84 familias de acuerdo con su relación evolutiva en 1993, y se clasificaron en cuatro tipos catalíticos: serina, cisteína, aspártica y metaloproteasas. [6] Las proteasas de treonina y ácido glutámico no se describieron hasta 1995 y 2004 respectivamente. El mecanismo utilizado para escindir un enlace peptídico implica hacer un residuo de aminoácido que tiene la cisteína y treonina (proteasas) o una molécula de agua ( ácido aspártico , metalo- y proteasas ácidas) nucleófila para que pueda atacar el grupo carbonilo del péptido . Una forma de hacer un nucleófilo es mediante una tríada catalítica., donde se usa un residuo de histidina para activar serina , cisteína o treonina como nucleófilo. Sin embargo, esta no es una agrupación evolutiva, ya que los tipos de nucleófilos han evolucionado de manera convergente en diferentes superfamilias , y algunas superfamilias muestran una evolución divergente a múltiples nucleófilos diferentes.
En 2011 se describió un séptimo tipo catalítico de enzimas proteolíticas, la asparagina péptido liasa. Su mecanismo proteolítico es inusual ya que, en lugar de hidrólisis , realiza una reacción de eliminación . [7] Durante esta reacción, la asparagina catalítica forma una estructura química cíclica que se escinde en los residuos de asparagina en las proteínas en las condiciones adecuadas. Dado su mecanismo fundamentalmente diferente, su inclusión como peptidasa puede ser discutible. [7]
En la base de datos MEROPS se encuentra una clasificación actualizada de las superfamilias evolutivas de proteasas . [8] En esta base de datos, las proteasas se clasifican en primer lugar por 'clan' ( superfamilia ) en función de la estructura, el mecanismo y el orden de los residuos catalíticos (por ejemplo, el clan PA donde P indica una mezcla de familias de nucleófilos). Dentro de cada "clan", las proteasas se clasifican en familias basándose en la similitud de secuencia (por ejemplo, las familias S1 y C3 dentro del clan PA). Cada familia puede contener muchos cientos de proteasas relacionadas (por ejemplo , tripsina , elastasa , trombina y estreptogrisina dentro de la familia S1).
Actualmente se conocen más de 50 clanes, cada uno de los cuales indica un origen evolutivo independiente de proteólisis. [8]