A proteína conhecida como catepsina D é encontrada apenas nas células e desempenha um papel tanto na imunidade quanto nas doenças humanas. As células imunológicas chamadas macrófagos criam catepsina D. Os macrófagos ingerem bactérias e depois sofrem apoptose, ou morte celular programada, para garantir que o organismo invasor seja destruído. O caminho para a apoptose é causado pela ativação da catepsina D dentro do macrófago.
O papel da catepsina D na apoptose pode estar relacionado a outra função da digestão. As células contêm compartimentos chamados lisossomos, que podem conter moléculas direcionadas à destruição. No lisossomo, essa proteína parece desempenhar tal função após ser ativada. A sequência de ativação, a remoção de dois grupos de aminoácidos, juntamente com sua função, levou os pesquisadores a agrupar essa proteína com uma família de proteínas conhecidas como peptidases.
A tarefa das peptidases é quebrar as ligações peptídicas encontradas nas proteínas. A razão pela qual a catepsina D é produzida inicialmente como uma enzima que requer ativação é proteger a célula. Se essa proteína fosse produzida de forma ativa, atacaria as proteínas dentro do citoplasma da própria célula. Por esse motivo, é sequestrado primeiro no lisossomo antes da ativação e digestão.
Quando esta enzima é produzida pela primeira vez através da transcrição e tradução de RNA, ela contém uma “etiqueta” que consiste em açúcar. Essa etiqueta permite que as proteínas da membrana do lisossomo reconheçam a catepsina D e permitam a entrada nessa porção cuidadosamente protegida da célula. Essa enzima requer um ambiente ácido para funcionar adequadamente, embora essa proteção tenha suas desvantagens. Em alguns estados de doença, o lisossomo pode se tornar muito ácido e a enzima pode começar a atacar proteínas dentro de sua membrana.
O gene que codifica essa proteína, especificamente chamado de gene CTSD, está sujeito a mutação, como todos os genes. Algumas mutações do gene CTSD foram associadas a doenças como o câncer de mama. Provavelmente, isso se deve ao papel do gene em iniciar a apoptose, de acordo com a pesquisa. A presença e expressão da catepsina D podem ser usadas como marcador tumoral no câncer de mama. Esse papel permite que os pesquisadores determinem a presença de células cancerígenas com base na quantidade dessa proteína.
A função da catepsina D pode levar ao comprometimento da doença de Alzheimer. Outra proteína da família peptidase, a memapsina, tem sido associada à destruição de tecidos na doença de Alzheimer. Alguns cientistas acreditam que também encontraram uma ligação entre uma mutação do gene CTSD e esse distúrbio neurodegenerativo.