 |
Inhaltsübersicht | Nanomaschinen | Moleküle | Programme | Kurse | Fun | Links |
 |
| > |
Wer im Glashaus sitzt ...
Im Gegensatz zur Synthese von Makromolekülen, die grossem Energieaufwand erfordert, ist der Abbau der Makromoleküle leichter: Die Stabilität der Makromoleküle unter physiologischen Bedingungen beruht nur auf der hohen Aktivierungsschwelle der Hydrolyse, die Reaktion selbst ist jedoch exotherm. Daher sind die Enzyme, die diese Reaktionen katalysieren (zB. Proteasen, Nukleasen, Glykosidasen, Lipasen und Esterasen), nicht von einer Energiezufuhr abhängig
Allerdings birgt dies seine eigenen Gefahren: Wer im Glashaus sitzt, soll nicht mit Steinen werfen - und wer aus biologischen Makromolekülen besteht , sollte mit hydrolytischen Enzymen sehr, sehr vorsichtig umgehen, wenn er sich nicht selbst zerstören will.
Proteasen spielen eine wichtige Rolle in allen Lebewesen. Neben den unspezifischen Proteasen in Verdauungsorganen und Organellen gibt es eine Vielzahl hochspezifischer Peptidasen, die in Zell-Zell-Kommunikation, Zellverhalten, Ueberleben und Zelltod eine Rolle spielen,Das menschliche Genom enthält mindestens 553 verschiedene Proteasen und Proteasen-Homologe, die auf Grund ihres katalytischen Zentrums in fünf Klassen unterteilt werden: 21 Aspartat-Proteasen (saure Proteasen), 143 Cystein-Proteasen, 186 Metalloproteasen, 176 Serin-Proteasen und 27 Threonin-Proteasen.
Proteasen werden häufig als inaktive Vorstufen synthetisiert, und erst bei Bedarf aktiviert, die Synthese ist streng reguliert, sie werden durch spezielle Inhibitoren blockiert oder sie sind in speziellen Organellen segregiert.
Proteasen sind unabhängig von äusseren Energiequellen: Hochspezifische Proteasen können daher in einer Art Lawinenschema zur schnelle Aktivierung von anderen Enzymen und Hormonen durch proteolytische Spaltung von Vorläufern genutzt werden. Protease-Kaskaden lösen zum Beispiel nach einer Verletzung die Blutgerinnung aus. Auch das Komplementsystem der Immunabwehr stellt eine Proteasekaskade dar. Im Zellinnern löst die Caspase-Kaskade den programmierten Zelltod, die Apoptose aus.
Viele Proteasen sind in Erkrankungen involviert. So wurden 53 erbliche Störungen katalogisiert, die auf dem defekt von Proteasen-Genen beruhen. Ueberexpression von Proteasen spielen eine Rolle bei Krankheiten wie Krebs, Arthritis, neurodegenerativen Erkrankungen und Erkrankungen des Herz- und Kreislaufsystems.
