La leupeptine est un inhibiteur de protéase produit naturellement par certaines espèces de bactéries du sol Streptomyces et inhibe ainsi la dégradation des protéines. Contrairement à de nombreux inhibiteurs de protéase synthétiques, il a une très faible toxicité pour l’homme. Il a été démontré dans des recherches sur des modèles animaux que ce composé protège les cellules ciliées de l’oreille contre les bruits forts ainsi que certains antibiotiques, et prévient à son tour la perte auditive. La leupeptine est largement utilisée pendant la première partie des purifications de protéines pour empêcher les protéases présentes dans le tissu de dégrader la protéine d’intérêt.
Ce produit naturel est un petit peptide, une molécule composée de trois acides aminés liés qui a des attributs inhabituels. Le groupe amino du composé a un groupe acétyle – CH3CH2 – dessus. De plus, le groupe carboxy est chimiquement différent de la plupart des peptides et protéines, car il possède un groupe aldéhyde au lieu d’un fragment carbonyle.
Les protéases appartiennent à plusieurs classes. La première distinction majeure est de savoir s’ils clivent au milieu de la molécule, comme les endopeptidases, ou s’ils grignotent aux extrémités des molécules, comme les exopeptidases. La leupeptine inhibe les protéases avec une activité endopeptidase. Il existe également d’autres classifications basées sur la structure du site actif, telles que les protéases à cystéine et à sérine. Cet inhibiteur de protéase empêche l’activité de certains de ces types d’enzymes, comme la trypsine et la protéinase K, tout en étant également inefficace avec d’autres comme les chymotrypsines.
L’étendue de l’inhibition de la protéase par la leupeptine en fait un composé très utile dans la recherche biochimique et la production de protéines à grande échelle. Généralement, lorsque l’on commence à isoler une protéine à partir d’une source biologique, la rupture du tissu libère un grand nombre de protéases qui peuvent commencer à dégrader la protéine d’intérêt. Les biochimistes incluent généralement un cocktail d’inhibiteurs de protéase pour empêcher la destruction de la protéine. En raison de sa puissance, de son activité sur une large gamme de protéases et de sa faible toxicité, la leupeptine est fréquemment un composant de tels mélanges.
Les poils d’oreille peuvent être détruits par une exposition prolongée au bruit de plus de 80 décibels, la méningite, les otites, certains antibiotiques et médicaments anticancéreux, le vieillissement et l’hérédité. Des études sur des modèles animaux ont montré que la leupeptine est prometteuse pour protéger les cellules ciliées et prévenir un grand degré de perte auditive après avoir soumis les mammifères à un bruit fort ou à certains antibiotiques. Les antibiotiques aminosides ont tendance à être le type qui peut causer une perte auditive, y compris des médicaments tels que la gentamycine et la néomycine.