Protéase

Définition

Une protéase est une peptidase, une enzyme protéolytique qui coupe une liaison peptidique au sein d'une séquence protéique, mais pas aux extrémités.

Une protéase est une enzyme hydrolase qui catalyse la dégradation des protéines et des autres chaînes d'acides aminés. Les protéases rompent les liaisons peptidiques entre deux acides aminés en ajoutant une molécule d'eau (hydrolyse). L'hydrolyse des protéines s'appelle la protéolyse. Une distinction est faite entre les endoprotéases et les exoprotéases.

Une protéase :

La structure d'une protéase liée à son substrat peptidique (noir) avec des résidus catalytiques (rouge).

Explications

Les protéases sont présentes chez tous les êtres vivants et participent à la fois à l'hydrolyse de protéines indésirables et à la régulation de différents processus physiologiques.

Où trouver les protéases ?

La protéase peut être trouvée dans les animaux, les plantes, les champignons, les bactéries, les archées et les virus, soulignant le rôle important qu'elles jouent dans toutes les formes de vie sur Terre. Les protéases sont impliquées dans le traitement des protéines, la régulation de la fonction des protéines, l'apoptose, la pathogenèse virale, la digestion, la photosynthèse et de nombreux autres processus vitaux.

Structure

La protéase désigne toute enzyme protéolytique du groupe des hydrolases qui catalyse l'hydrolyse des protéines. Un ensemble de protéases forme un protéasome. Les protéases sont des enzymes qui cassent les liaisons peptidiques dans les protéines. Pour cela, elles utilisent une molécule d'eau et sont donc classées comme hydrolases.

Autrement dit, la protéase, également appelée protéinase, peptidase ou enzyme protéolytique, est toute enzyme qui effectue la protéolyse, c'est-à-dire qui commence le catabolisme des protéines par hydrolyse des liaisons peptidiques qui lient les acides aminés ensemble dans une chaîne polypeptidique.

Au centre d'une protéase (le centre actif) se trouve un groupe chimiquement actif tel que -OH ou -SH. Ce "groupe attaquant" fait partie d'un acide aminé tel que la sérine, la cystéine ou l'aspartate. Les autres acides aminés du centre actif aident à catalyser la réaction d'hydrolyse. Il existe de nombreuses familles de protéases, du nom de l'acide aminé qui contient le "groupe attaquant". Par exemple, il y a la sérine, la cystéine et l'aspartate protéases.

Une protéose est un dérivé protéique présent dans le gluten, qui est soluble dans l'eau mais qui ne se coagule pas à la chaleur. Un ensemble de protéoses forme un protéosome.

Endoprotéases et exoprotéases

On distingue les endopeptidases qui rompent les liaisons à l'intérieur de la chaîne et les exopeptidases qui ne détachent que des acides aminés terminaux. Une exoprotéase ne peut éliminer qu'un acide aminé à la fin d'une chaîne. Une endoprotéase peut couper au milieu d'une chaîne de protéines.

Voir aussi une plasmine et les cathepsines.

Fonctions

Les protéases ont évolué plusieurs fois et différentes classes de protéases peuvent effectuer la même réaction par des mécanismes catalytiques complètement différents.

N'importe quel type de protéase ne peut attaquer une protéine que dans des endroits spécifiques. Un exemple bien connu est la trypsine et la chymotrypsine, toutes deux sérine protéases. La trypsine et les protéases associées peuvent couper les liaisons peptidiques adjacentes aux acides aminés chargés positivement. La chymotrypsine et les protéases apparentées peuvent couper les liaisons peptidiques adjacentes aux acides aminés comportant de grands groupes latéraux hydrophobes.

La spécificité des protéases, c'est-à-dire quels acides aminés sont coupés, est liée au fait que des acides aminés supplémentaires se lient toujours au substrat. Par exemple, la trypsine a un acide aminé aspartate dans la poche S1 (où se trouve également le centre actif). Cet acide aminé chargé négativement ne se lie qu'aux acides aminés chargés positivement et le positionne pour la réaction d'hydrolyse.

Dans l'industrie de la boulangerie, elles sont utilisées comme améliorants de panification.

En rapport avec "protéase"

• caspase

  

  Une caspase est une protéase à cystéine. Les caspases clivent des protéines telles que la cytokine pro-IL-1β qui est ensuite sécrétée du cytoplasme...

• sérine protéase

  

  La sérine protéase compose une famille d'enzymes protéolytiques (protéases) présentant une homologie de 40 % dans leurs séquences d'acides aminés.

• acyl-hydrolase

  

  Une acyl-hydrolase est une enzyme de type hydrolase à radical (R-CO)- susceptible de dissoudre les molécules à liaison acyle en fixant de l'eau.

• hydrolase

  

  Une hydrolase est un type d'enzyme qui catalyse une hydrolyse d'une liaison chimique, une dilution aqueuse avec l'eau H2O.