La leupeptina è un inibitore della proteasi prodotto naturalmente da alcune specie di batteri del suolo Streptomyces e quindi inibisce la degradazione delle proteine. A differenza di molti inibitori sintetici della proteasi, ha una tossicità molto bassa per l’uomo. Questo composto è stato dimostrato nella ricerca su modelli animali per proteggere le cellule ciliate nell’orecchio dall’essere uccise da rumori forti e da alcuni antibiotici e, a sua volta, previene la perdita dell’udito. La leupeptina è ampiamente utilizzata durante la prima parte delle purificazioni proteiche per impedire alle proteasi nel tessuto di degradare la proteina di interesse.
Questo prodotto naturale è un piccolo peptide, una molecola composta da tre amminoacidi collegati che ha alcuni attributi insoliti. Il gruppo amminico del composto ha un gruppo acetile – CH3CH2 – su di esso. Inoltre, il gruppo carbossilico è chimicamente diverso dalla maggior parte dei peptidi e delle proteine, perché ha un gruppo aldeidico invece di una parte carbonilica.
Le proteasi rientrano in un certo numero di classi. La prima importante distinzione è se si scindono al centro della molecola, come le endopeptidasi, o se si mordicchiano alle estremità delle molecole, come le esopeptidasi. La leupeptina inibisce le proteasi con attività endopeptidasica. Esistono anche ulteriori classificazioni basate sulla struttura del sito attivo, come cisteina e serina proteasi. Questo inibitore della proteasi impedisce l’attività di alcuni di questi tipi di enzimi, come la tripsina e la proteinasi K, mentre è inefficace anche con altri come le chimotripsine.
L’ampiezza dell’inibizione della proteasi da parte della leupeptina lo rende un composto molto utile nella ricerca biochimica e nella produzione di proteine su larga scala. Generalmente, quando si inizia a isolare una proteina da una fonte biologica, la distruzione del tessuto rilascia un gran numero di proteasi che possono iniziare a degradare la proteina di interesse. I biochimici di solito includono un cocktail di inibitori della proteasi per prevenire la distruzione della proteina. A causa della sua potenza, attività su un’ampia gamma di proteasi e bassa tossicità, la leupeptina è spesso un componente di tali miscele.
I peli delle orecchie possono essere distrutti da un’esposizione prolungata al rumore superiore a 80 decibel, meningite, infezioni dell’orecchio, alcuni antibiotici e farmaci antitumorali, invecchiamento ed ereditarietà. Studi con modelli animali hanno dimostrato che la leupeptina è promettente nella protezione delle cellule ciliate e nella prevenzione di un elevato grado di perdita dell’udito dopo aver sottoposto i mammiferi a rumori forti o a determinati antibiotici. Gli antibiotici aminoglicosidici tendono ad essere il tipo che può causare la perdita dell’udito, compresi farmaci come la gentamicina e la neomicina.