Proteolyse ist ein Prozess, bei dem Proteine durch Proteasen in kleinere Bestandteile zerlegt werden, Enzyme, die sich darauf spezialisiert haben, Proteine an bestimmten Stellen ihrer Struktur zu spalten. Dieser Prozess findet im ganzen Körper für eine Vielzahl von Zwecken statt, von der regelmäßigen Wartung der Zellen bis hin zur Verdauung von Nahrung in Komponenten, die der Körper für zelluläre Prozesse verwenden kann. Die Proteolyse kann auch Teil einiger Krankheitsprozesse sein, beispielsweise wenn jemand von einer Schlange gebissen wird und das Gift durch den Abbau von Proteinen zum Gewebetod führt. In Laborumgebungen nutzen Forscher Proteasen, um Proteine zur weiteren Analyse und Verwendung in spezifische Komponenten zu schneiden.
Bei der Proteolyse greifen die Enzyme das Protein an und schneiden es in kleinere Peptide. Sie können das Protein noch weiter in die einzelnen Aminosäuren zerlegen. Eine Reihe chemischer Reaktionen findet statt, wenn sich die Enzyme an Teile des Proteins festklammern und die Bindungen lösen, die das Protein zusammenhalten. Das Protein ändert durch diesen Prozess seine Struktur, da sich seine chemische Zusammensetzung als Reaktion auf die Enzyme ändert.
Ein klassisches Beispiel für die Proteolyse tritt im Darm auf, wo Verdauungsenzyme die Proteine in der Nahrung zerschneiden, damit der Körper sie verstoffwechseln kann. Die Bestandteile der Proteine werden durch den Körper transportiert, um die Zellen mit Nährstoffen zu versorgen und andere chemische Reaktionen im Körper zu katalysieren. Die Proteolyse spielt auch eine Rolle bei der Aktivierung von Vorläuferproteinen und der Vermittlung biologischer Prozesse. Menschen mit Enzymmangel können Mangelernährung und andere Probleme entwickeln, weil sie bestimmte Proteinketten im Körper nicht abbauen und nutzen können.
Wenn ein Protein zerlegt wird, sind die einfacheren Komponenten besser verwendbar und sie neigen auch dazu, besser löslich zu sein, wodurch sie leichter an verschiedene Orte transportiert werden können. Die Peptide und Aminosäuren können von Organen wie der Leber zum Aufbau neuer Proteine genutzt werden oder mit Kot und Urin aus dem Körper transportiert werden, wenn sie nicht benötigt werden oder ein laufender Krankheitsprozess zu einer Störung des Stoffwechsels des Patienten führt.
In Laborumgebungen kann die Proteolyse für viele verschiedene Arten von Forschungen nützlich sein. Menschen können Enzyme verwenden, um Proben zu behandeln und nützliche Komponenten oder Materialien von Interesse abzutrennen. Sie können mit Hilfe von Enzymbädern auch spezifische Peptide und Aminosäuren isolieren. Medizinische Tests beruhen manchmal darauf, Proteine auseinanderzureißen, um mehr über ihre Struktur zu erfahren. Das Auseinanderschneiden von Proteinen kann Forschern auch ermöglichen, neue Proteine zu konstruieren, einschließlich Verbindungen mit potenzieller medizinischer Anwendung.