PROTÉASES

NUMÉRO CAS : 9001-92-7

Une protéase (également appelée peptidase ou protéinase) est une enzyme qui catalyse (augmente la vitesse de réaction ou « accélère ») la protéolyse, décompose les protéines en polypeptides plus petits ou en acides aminés simples et stimule la formation de nouveaux produits protéiques.
Ils le font en clivant les liaisons peptidiques dans les protéines par hydrolyse, une réaction où l'eau rompt les liaisons. Les protéases sont impliquées dans de nombreuses fonctions biologiques, notamment la digestion des protéines ingérées, le catabolisme des protéines (dégradation des anciennes protéines) et la signalisation cellulaire.

En l'absence d'accélérateurs fonctionnels, la protéolyse serait très lente, prenant des centaines d'années.
Les protéases peuvent être trouvées dans toutes les formes de vie et les virus.
Ils ont évolué indépendamment plusieurs fois et différentes classes de protéases peuvent effectuer la même réaction par des mécanismes catalytiques complètement différents.

Hiérarchie des protéases
A base de résidu catalytique
Les protéases peuvent être classées en sept grands groupes :
Sérine protéases - à l'aide d'un alcool de sérine
Protéases à cystéine - utilisant un thiol de cystéine
Thréonine protéases - utilisant un alcool secondaire de thréonine
Protéases aspartiques - utilisant un acide carboxylique aspartate
Protéases glutamiques - utilisant un acide glutamate carboxylique
Métalloprotéases - utilisant un métal, généralement du zinc
Asparagine peptide lyases - utilisant une asparagine pour effectuer une réaction d'élimination (ne nécessitant pas d'eau)
Les protéases ont d'abord été regroupées en 84 familles selon leur relation évolutive en 1993, et classées en quatre types catalytiques : sérine, cystéine, aspartique et métallo protéases.

Les protéases thréonine et protéases de l'acide glutamique n'ont été décrites qu'en 1995 et 2004 respectivement.
Le mécanisme des protéases utilisé pour cliver une liaison peptidique consiste à rendre un résidu d'acide aminé contenant la cystéine et la thréonine (protéases) ou une molécule d'eau (acide aspartique, métallo- et protéases acides) nucléophile afin qu'il puisse attaquer le groupe carbonyle du peptide.
Une façon de fabriquer un nucléophile consiste à utiliser une triade catalytique, dans laquelle un résidu d'histidine est utilisé pour activer la sérine, la cystéine ou la thréonine en tant que nucléophile.
Ce n'est pas un groupement évolutif, cependant, car les types nucléophiles ont évolué de manière convergente dans différentes superfamilles, et certaines superfamilles montrent une évolution divergente vers plusieurs nucléophiles différents.

Lyases peptidiques
Un septième type catalytique d'enzymes protéolytiques, l'asparagine peptide lyase, a été décrit en 2011.
Le mécanisme protéolytique des protéases est inhabituel puisque, plutôt que l'hydrolyse, il effectue une réaction d'élimination.
Au cours de cette réaction, l'asparagine catalytique forme une structure chimique cyclique qui se clive au niveau des résidus d'asparagine dans les protéines dans les bonnes conditions. Compte tenu de son mécanisme fondamentalement différent, son inclusion en tant que peptidase peut être discutable.

Phylogénie évolutive
Une classification à jour des superfamilles évolutives de protéases se trouve dans la base de données MEROPS.
Dans cette base de données, les protéases sont classées d'abord par « clan » (superfamille) en fonction de la structure, du mécanisme et de l'ordre des résidus catalytiques (par exemple le clan PA où P indique un mélange de familles nucléophiles).
Au sein de chaque « clan », les protéases sont classées en familles en fonction de la similarité des séquences.
Chaque famille peut contenir plusieurs centaines de protéases apparentées.

Actuellement, plus de 50 clans sont connus, chacun indiquant une origine évolutive indépendante de la protéolyse.

Classification basée sur le pH optimal
Alternativement, les protéases peuvent être classées selon le pH optimal dans lequel elles sont actives :

Protéases acides
Protéases neutres impliquées dans l'hypersensibilité de type 1.
Ici, il est libéré par les mastocytes et provoque l'activation du complément et des kinines.
Ce groupe comprend les calpains.
Protéases basiques (ou protéases alcalines)
Fonction et mécanisme enzymatique

Le rôle de la protéase
Par rapport à la lipase et à l'amylase, qui décomposent respectivement les graisses et les glucides, la famille des protéases a des rôles plus étendus.
Oui, la protéase aide à décomposer les protéines des aliments en acides aminés, que le corps peut ensuite utiliser pour produire de l'énergie, mais là où les protéases se distinguent, c'est qu'elles jouent également un certain nombre d'autres rôles dans des processus essentiels, tels que :
La coagulation du sang
La division cellulaire
Recyclage des protéines
Soutien immunitaire
Dans certains cas, les enzymes sont directement responsables de l'activation de ces processus, et dans d'autres cas, elles les accélèrent au point d'avoir un effet notable.
Des études montrent également que l'ajout de protéase peut avoir des avantages potentiels pour la santé.
Voici quelques découvertes marquantes.

Soutien digestif : Nous avons mentionné que la protéase aide le corps à absorber les acides aminés essentiels, mais en aidant le processus digestif, les enzymes protéases peuvent aider les personnes qui présentent des symptômes d'indigestion comme la perte d'appétit, les ballonnements et les malaises abdominaux.

Douleurs musculaires : les athlètes considèrent les protéines comme une partie importante de leur régime de santé, et la protéase peut également être prise en compte.
Dans une étude, un mélange d'enzymes protéases a réduit la sensibilité et la douleur musculaires après l'entraînement par rapport au placebo.

Cicatrisation des plaies : Une petite étude a montré que les sensations de gonflement et d'inconfort étaient réduites chez les patients ayant subi une chirurgie dentaire après avoir pris l'enzyme protéase serrapeptase.
Choisir la protéase appropriée
Maintenant que nous savons tout ce que les protéases peuvent faire, d'où pouvez-vous les obtenir ?
Comme mentionné précédemment, les plantes et les animaux ont des protéases et, dans certains cas, l'incorporation d'enzymes végétales est une excellente option.
Deux protéases populaires provenant de sources végétales sont la papaïne des papayes et la bromélaïne des ananas.
Ces deux éléments ont été utilisés pour leur capacité à décomposer les protéines pendant des siècles, mais comme attendrisseur de viande, pas pour des raisons de santé.
Ce sont deux des sources alimentaires les plus populaires, mais il en existe également d'autres, comme le gingembre, les asperges, les kiwis et le kimchi.
Une autre option consiste à obtenir des protéases à partir de suppléments pour diverses fonctions de soutien à la santé.
Par exemple, l'utilisation de protéase dans une formule digestive à base de plantes aidera à l'absorption des nutriments tout en soutenant la fonction digestive ; Cependant, les protéases sont également utilisées pour aider à traiter l'excès de mucus dû aux allergies ou aux changements de température.

Il convient de noter qu'il existe de nombreuses protéases, il est donc important de choisir la protéase appropriée pour un problème particulier.
Lorsqu'il s'agit d'obtenir plus de protéases par des moyens supplémentaires, il est important de trouver la bonne solution pour votre client.
Vous avez le choix entre deux options, car les protéases sont disponibles dans des formulations digestives ou systémiques/thérapeutiques.
La première protéase est prise avec de la nourriture et la seconde, dans la plupart des cas, est retirée de la nourriture.
Veuillez contacter votre représentant Enzyme Science pour plus d'informations sur les options disponibles.

Une comparaison des deux mécanismes hydrolytiques utilisés pour la protéolyse.
L'enzyme est représentée en noir, la protéine substrat en rouge et l'eau en bleu.
Le panneau supérieur des protéases montre une hydrolyse en 1 étape où l'enzyme utilise un acide pour polariser l'eau, qui hydrolyse ensuite le substrat.
Le panneau inférieur des protéases montre une hydrolyse en 2 étapes où un résidu dans l'enzyme est activé pour agir comme un nucléophile (Nu) et attaquer le substrat.
Les protéases forment un intermédiaire où l'enzyme est liée de manière covalente à la moitié N-terminale du substrat.
Dans un second temps, l'eau est activée pour hydrolyser cette catalyse intermédiaire et complète.
D'autres résidus d'enzymes (non représentés) donnent et acceptent des hydrogènes et stabilisent électrostatiquement l'accumulation de charge le long du mécanisme de réaction.
Voir aussi: triade catalytique
Les protéases sont impliquées dans la digestion de longues chaînes protéiques en fragments plus courts en divisant les liaisons peptidiques qui relient les résidus d'acides aminés.
Certains détachent les acides aminés terminaux de la chaîne protéique (exopeptidases, telles que les aminopeptidases, la carboxypeptidase A) ; d'autres attaquent les liaisons peptidiques internes d'une protéine (endopeptidases, comme la trypsine, la chymotrypsine, la pepsine, la papaïne, l'élastase).

Catalyse
La catalyse est réalisée par l'un des deux mécanismes suivants :

Les aspartiques, glutamiques et métallo-protéases activent une molécule d'eau, qui effectue une attaque nucléophile sur la liaison peptidique pour l'hydrolyser.
Les sérine, thréonine et cystéine protéases utilisent un résidu nucléophile (généralement dans une triade catalytique).
Le résidu de protéase effectue une attaque nucléophile pour lier de manière covalente la protéase à la protéine substrat, libérant la première moitié du produit.
L'intermédiaire acyl-enzyme covalent de protéases est ensuite hydrolysé par de l'eau activée pour compléter la catalyse en libérant la seconde moitié du produit et en régénérant l'enzyme libre.

Spécificité
La protéolyse peut être très complexe, de sorte qu'une large gamme de substrats protéiques est hydrolysée.
C'est le cas des enzymes digestives telles que la trypsine, qui doivent être capables de cliver le réseau de protéines ingérées en fragments peptidiques plus petits. Les protéases promiscuous se lient généralement à un seul acide aminé sur le substrat et n'ont donc de spécificité que pour ce résidu.
Par exemple, la trypsine est spécifique des séquences ...K... ou ...R... (''=site de clivage).

A l'inverse, certaines protéases sont très spécifiques et ne clivent que les substrats avec une certaine séquence.
La coagulation du sang (comme la thrombine) et le traitement des polyprotéines virales (comme la protéase TEV) nécessitent ce niveau de spécificité afin d'obtenir des événements de clivage précis.
Ceci est réalisé par des protéases ayant une longue fente ou un tunnel de liaison avec plusieurs poches qui se lient à des résidus spécifiés.
Par exemple, la protéase TEV est spécifique de la séquence ...ENLYFQS... ('' = site de clivage).

Dégradation et autolyse
Les protéases, étant elles-mêmes des protéines, sont clivées par d'autres molécules de protéase, parfois de la même variété.
Cela agit comme une méthode de régulation de l'activité de la protéase. Certaines protéases sont moins actives après autolyse (par exemple la protéase TEV) tandis que d'autres sont plus actives (par exemple le trypsinogène).

Les usages
Article principal: Protéases (usages médicaux et connexes)
Le domaine de la recherche sur les protéases est énorme.
Depuis 2004, environ 8 000 articles liés à ce domaine ont été publiés chaque année.
Les protéases sont utilisées dans l'industrie, la médecine et comme outil de recherche biologique de base.

Les protéases digestives font partie de nombreux détergents à lessive et sont également largement utilisées dans l'industrie du pain dans l'amélioration du pain.
Diverses protéases sont utilisées médicalement à la fois pour leur fonction native (par exemple le contrôle de la coagulation du sang) ou pour des fonctions complètement artificielles (par exemple pour la dégradation ciblée de protéines pathogènes).
Des protéases hautement spécifiques telles que la protéase TEV et la thrombine sont couramment utilisées pour cliver les protéines de fusion et les étiquettes d'affinité de manière contrôlée.

Inhibiteurs
Articles principaux: inhibiteur de protéase (biologie) et inhibiteur de protéase (pharmacologie)
L'activité protéase des protéases est inhibée par les inhibiteurs de protéase.
Un exemple d'inhibiteurs de protéase est la superfamille des serpines. Il comprend l'alpha 1-antitrypsine (qui protège le corps contre les effets excessifs de ses propres protéases inflammatoires), l'alpha 1-antichymotrypsine (qui fait de même), l'inhibiteur C1 (qui protège le corps contre l'activation excessive déclenchée par les protéases de son propre système complémentaire ), l'antithrombine (qui protège le corps d'une coagulation excessive), l'inhibiteur de l'activateur du plasminogène-1 (qui protège le corps d'une coagulation inadéquate en bloquant la fibrinolyse déclenchée par la protéase) et la neuroserpine.

Les inhibiteurs naturels de la protéase comprennent la famille des protéines lipocalines, qui jouent un rôle dans la régulation et la différenciation cellulaire.
Les ligands lipophiles, attachés aux protéines de lipocaline, se sont avérés posséder des propriétés inhibitrices de la protéase tumorale.
Les protéases Les inhibiteurs naturels de la protéase ne doivent pas être confondus avec les inhibiteurs de la protéase utilisés dans la thérapie antirétrovirale.
Certains virus, dont le VIH/SIDA, dépendent des protéases dans leur cycle de reproduction.
Ainsi, des inhibiteurs de protéase sont développés en tant qu'agents thérapeutiques antiviraux.

D'autres inhibiteurs naturels de la protéase sont utilisés comme mécanismes de défense.
Des exemples courants sont les inhibiteurs de la trypsine trouvés dans les graines de certaines plantes, les plus notables pour les humains étant le soja, une culture vivrière majeure, où ils agissent pour décourager les prédateurs.
Les graines de soja crues sont toxiques pour de nombreux animaux, y compris les humains, jusqu'à ce que les inhibiteurs de protéase qu'elles contiennent aient été dénaturés.

L'utilisation de protéases de produits chimiques dans le monde entier dans différentes industries a considérablement augmenté, affectant la santé des personnes.
Le monde moderne des protéases a l'intention de remplacer ces produits chimiques nocifs par des produits respectueux de l'environnement pour l'amélioration de la vie sur la planète.
Établir des processus enzymatiques malgré les processus chimiques a été un objectif primordial des scientifiques.
Diverses enzymes, en particulier les protéases microbiennes, sont les plus utilisées dans différents secteurs d'activité, tels que le textile, les détergents, le cuir, les aliments pour animaux, les déchets et autres.
Les protéases en ce qui concerne les rôles physiologiques et commerciaux occupent une position charnière.

Comme elles remplissent des fonctions de synthèse et de dégradation, les protéases sont omniprésentes, comme dans les plantes, les animaux et les microbes.
Parmi les différents producteurs de protéases, Bacillus sp. sont principalement des microbes exploités commercialement pour les protéases.
Les protéases sont considérées avec succès comme une alternative aux produits chimiques et un indicateur écologique pour la nature ou l'environnement.
La relation évolutive entre les protéases acides, neutres et alcalines a été analysée sur la base de leurs séquences protéiques, mais il reste un manque d'informations qui régule la diversité de leur spécificité.
Les chercheurs recherchent des protéases microbiennes car elles peuvent tolérer des conditions difficiles, des moyens de prévenir l'activité autoprotéolytique, une stabilité à un pH optimal et une spécificité de substrat.
L'examen actuel se concentre sur la comparaison entre différentes protéases et les problèmes actuels rencontrés lors de la production et de l'application au niveau industriel.
Décrypter ces enjeux permettrait de valoriser économiquement et commercialement les protéases microbiennes dans le monde.

introduction
Les protéases sont une entité universelle que l'on trouve partout, notamment dans les plantes, les animaux et les microbes.
La liaison peptidique présente dans la chaîne polypeptidique des acides aminés est hydrolysée au moyen de protéases.
Les protéases sont des enzymes de dégradation et présentent une spécificité et une sélectivité dans la modification des protéines.
Dans le secteur industriel, Bacillus sp. sont les producteurs de protéases alcalines extracellulaires les plus actifs et les plus dynamiques.
Parmi les trois plus grands groupes d'enzymes industrielles, les protéases en font partie, et leur marché mondial augmente considérablement chaque année.
Sur les 60 % d'enzymes commercialisées dans le monde, les protéases représentent 20 %.
Les protéases font partie intégrante de la vie existante sur terre, comme les animaux, les plantes et les microbes.
Par un processus de fermentation, les protéases peuvent être isolées et purifiées dans une période de temps relativement plus courte, présentant une spécificité de substrat et une activité catalytique élevées.
On estime que les protéases représentent 1 à 5% du génome des organismes infectieux et 2% du génome humain.
Selon les chercheurs, les protéases contrôlent l'activation, la synthèse et le renouvellement des protéines pour réguler les processus physiologiques.
Différents processus physiologiques, tels que la formation, la naissance, le vieillissement et même la mort, sont régulés par les protéases.
Les protéases sont essentielles dans l'imitation et la propagation des maladies infectieuses, et en raison de leur rôle important dans le cycle de vie, elles sont impératives pour la découverte de médicaments.

Dans plus de 50 protéases humaines, une seule mutation d'acide aminé peut entraîner une maladie héréditaire.
Les protéases sont impliquées dans des processus ou conditions normaux et pathophysiologiques.
Cette implication des protéases pourrait les conduire à produire un agent thérapeutique contre des maladies mortelles, telles que le cancer et le SIDA.
Les protéases similaires dans les séquences et les structures sont regroupées en clans et familles, qui sont disponibles dans la base de données MEROPS.
L'examen proposé met en évidence la protéolyse, la fonction et le large éventail de sources parmi différentes bactéries de protéases microbiennes.
Il aborde également le large éventail d'applications et les progrès à venir pour la découverte de nouvelles protéases fraîches, en particulier les protéases alcalines de bactéries.

Protéases microbiennes
Des protéases ont été produites avec succès par des chercheurs à partir de différentes sources microbiennes.
Les microbes représentent les deux tiers des protéases commerciales dans le monde.
Depuis l'avènement de l'enzymologie, les protéases protéolytiques microbiennes ont été l'enzyme la plus étudiée.
Ces enzymes ont suscité un intérêt non seulement en raison de leur rôle vital dans les activités métaboliques, mais également en raison de leur immense utilisation dans les industries.
Les protéases disponibles sur le marché sont d'origine microbienne en raison de leur rendement élevé, de leur faible consommation de temps, de leur faible encombrement, de leur manipulation génétique élevée et de leur rentabilité, qui les ont rendues adaptées à une application biotechnologique sur le marché.
Les enzymes protéolytiques trouvées dans les microbes et les systèmes mammifères sont de petite taille, denses et structurellement sphériques.
Parmi les différents producteurs de protéases alcalines, Bacillus sp. est d'une immense importance.

Les protéases isolées de ces sources microbiennes ont un grand nombre de dilutions dans divers secteurs industriels.
Habituellement, les protéases alcalines extracellulaires sont sécrétées par le producteur dans le bouillon liquide à partir duquel ces protéases sont simplifiées et purifiées par flux descendant pour produire un produit final.
Comparativement, les protéases produites par les plantes et les animaux demandent plus de main-d'œuvre que les protéases produites par voie microbienne.
Les protéases produites par des sources microbiennes sont classées en groupes en fonction de leurs propriétés acides ou basiques.
Ils sont également classés en fonction de la présence de groupes fonctionnels et de la position de la liaison peptidique.
Les protéases microbiennes sont l'enzyme la plus exploitée commercialement dans le monde.
Un grand nombre de protéases intracellulaires sont produites par des microbes jouant un rôle vital dans la différenciation, le renouvellement des protéines, la régulation hormonale et le pool de protéines cellulaires, tandis que les protéases extracellulaires sont importantes dans l'hydrolyse des protéines, comme dans le traitement du film photographique, la synthèse enzymatique sur la base de la préparation des solvants et des détergents, de la spécificité du substrat, de la tolérance thermique et de la production d'hydrolysats de zéine.

Kératine
Les kératines sont des protéines généralement présentes sous deux formes, à savoir les kératines dures et les kératines molles.
Les kératines dures comprennent principalement les protéines structurelles qui sont principalement présentes dans les ongles, les cornes, les becs, la couche supérieure de la peau et principalement les cheveux.
Les fibres des protéines de kératine sont auto-assemblées en follicules compacts qui constituent la structure du cheveu.
Le processus d'assemblage des protéines de kératine dans un cheveu complexe est sous le contrôle de plusieurs gènes, cytokines et facteurs de croissance.
Contrairement aux kératines dures, les kératines molles sont celles qui sont abondamment présentes dans les tissus, tels que les tissus épithéliaux.
La structure des protéases de la kératine de la laine présente une grande similitude avec la kératine des cheveux.
Trois types de kératine capillaire sont connus.
Le premier est les kératines alpha; ceux-ci varient en taille de 60 à 80 kDa.
Ayant une faible teneur en soufre, ceux-ci comprennent principalement des domaines alpha-hélicoïdaux.
Dans l'ensemble, les kératines alpha constituent la classe structurelle des protéines, car elles résident dans le cortex fibreux des cheveux.
Les protéases du deuxième type sont les kératines bêta, qui sont une classe de kératines non extractibles et moins étudiées.
Ceux-ci sont généralement présents dans la cuticule du cheveu et remplissent des fonctions protectrices.
Les protéases du troisième type sont les kératines gamma, qui ont une forte teneur en soufre ; ces kératines ont une taille d'environ 15 kDa.
Leur taille est comparativement plus petite que les autres classes de kératine.
Ces kératines aident à maintenir la superstructure corticale en réticulant les liaisons disulfure dans les cheveux.
Tous ces types de kératines peuvent être dégradés par l'enzyme kératinase, qui appartient à une classe d'enzymes protéases.
Les protéases, qui représentent 60 % des enzymes commercialisées dans le monde, sont responsables de nombreuses applications, telles que les détergents, les aliments et le traitement du cuir.

L'enzyme kératinase (EC 3.4.99.11) est l'un des groupes sérine hydrolase qui perturbent les liaisons hydrogène disulfure dans les protéines de kératine.
Selon les résultats d'UniProt, l'une des protéines kératinases produites par Bacillus subtilis contient deux domaines.
Le premier est long de 59 acides aminés et code pour l'inhibiteur I9 ; l'autre est long de 243 acides aminés et code pour la peptidase S8.
Le premier domaine se produit de 19 à 77 séquences d'acides aminés et le second domaine se produit de 103 à 345 séquences d'acides aminés.
L'enzyme possède également un site de liaison aux ions métalliques pour les ions calcium.
Cela signifie que les ions calcium agissent comme cofacteurs pour les kératinases ; la présence d'ions calcium dans le milieu peut augmenter l'activité des kératinases.
La structure de la kératinase la rend très efficace dans sa fonction de dégradation des protéines kératiniques.
Nos déchets verts et animaux quotidiens contiennent beaucoup de kératines, qui restent non dégradées en raison de leur complexité.
Ces kératines insolubles peuvent entraîner une pollution de l'environnement si elles ne sont pas traitées.
Ainsi, en tant que solution, ces déchets sont traités par des enzymes kératinases, qui convertissent les déchets en substances plus simples et biodégradables.
Les kératinases extracellulaires ont été isolées avec succès à partir de plusieurs microbes en utilisant plusieurs techniques de fermentation et en optimisant les conditions, telles que le pH, la température, le type de source d'azote et de carbone et le choix du microbe.
Les kératinases des microbes sont efficaces, biodégradables et économiques et donnent de bien meilleurs résultats par rapport aux traitements chimiques.

Protéases alcalines
Le genre Bacillus est vital pour la protéase alcaline commercialement importante (EC.3.4.21-24.99), qui est active à un pH alcalin compris entre 9 et 11.
Ces producteurs de protéases alcalines sont distribués dans l'eau, le sol et des conditions hautement alcalines.
À partir de diverses sources, telles que la contamination par les détergents, le poisson séché, le sol sablonneux et les abattoirs, la ségrégation des protéases alcalines a été constatée.
L'industrie des détergents consomme le plus abondamment les protéases alcalines, qui sont des protéases à sérine avec une plage de pH alcalin.
Ces sérine protéases alcalines, facilement inactivables par le fluorure de phényl méthane sulfonyle (PMSF), représentent un tiers de la part de marché des enzymes.
Les protéases alcalines sont uniques dans leur activité et maintiennent un pH alcalin constant tout en étant exploitées pour différentes formulations dans les industries pharmaceutiques, alimentaires et autres.

Un large éventail d'applications de ces protéases alcalines attirent de plus en plus l'attention des chercheurs dans l'espoir de découvrir de nouvelles souches aux propriétés uniques et à l'activité substantielle.
Il est rapporté que pour l'épilation des peaux et cuirs d'animaux, Bacillus sp. apportent les propriétés hydrolytiques, élastolytiques et kératinolytiques souhaitées.
Ces souches de Bacillus ont été exploitées commercialement dans le monde entier en raison des énormes quantités d'enzymes sécrétées avec une activité enzymatique élevée.
Bien que les protéases alcalines soient produites par de multiples sources, avec la demande croissante de protéases sur le marché et pour la rentabilité, seules les souches qui présentent un meilleur rendement avec hyperactivité seront acceptées dans les progrès biotechnologiques actuels.
Deux types essentiels de protéases alcalines, telles que la subtilisine Carlsberg et la subtilisine novo, sont obtenus à partir de Bacillus sp. , qui peut être utilisée comme enzyme industrielle pour produire des hydrolysats de zéine.
Dans les sources halophiles, différentes sp. des protéases alcalines à sérine sécrétantes sont également rapportées.
La bactérie entomopathogène Photorhabdus sp. la souche EK1 (PhPrtPI) contenant la protéase alcaline Ca2+ est classée comme une métalloprotéase.
En raison de sa spécificité à large spectre avec différentes protéines et peptides, il est suggéré que PhPrtPI fournit des nutriments aux nématodes par dégradation des tissus d'insectes.

Un Salinivibrio sp. souche, AF-2004, produit une protéase de métallotype avec une tolérance thermique raisonnable et une large gamme de pH (5,0 à 10,0).
La protéase est une souche hautement recommandée en raison de ses propriétés thermiques et halophiles.
Une autre souche, Bacillus clausii, est également recommandée pour une utilisation à une échelle commerciale pour la production de protéase alcaline avec l'utilisation de peptone, de Cu et de fructose comme seule source d'énergie.
Le pH et la température optimaux recommandés sont respectivement de 8–9 et 37–40°C.
Une souche de Bacillus sp., MPTK 712, isolée de la bouillie laitière produisant une protéase alcaline présente une relation symbiotique avec les vers marins.
Des microbes très rares, tels que Kurthia spiroforme, sont également capables de produire une protéase alcaline.
Certaines sérines protéases alcalines reconnues par la bibliothèque métagénomique de la peau de chèvre présentent une homologie avec les peptidases et Cryptococcus aureus présente une bonne bioactivité avec une température optimale (45–50 ° C) et un pH (9–10).
Différents champignons produisant des protéases alcalines sont également signalés.

Protéase acide
Les protéases acides sont stables et actives entre pH 3,8 et 5,6 et sont fréquemment utilisées dans la sauce de soja, l'hydrolysat de protéines et les aides digestives et dans la production de matériel d'assaisonnement.
Le pH optimal des protéases acides est de 3 à 4 et la plage de points isoélectriques est comprise entre 3 et 4,5 avec un poids moléculaire de 30 à 45 kDa.
En outre, les protéases acides sont également exploitées pour être utilisées dans le nettoyage de la bière et des jus de fruits, l'amélioration de la texture de la pâte de farine et l'attendrissement des fibrilles musculaires.
En comparaison avec les protéases alcalines, ces protéases acides extracellulaires sont principalement produites par des espèces fongiques, telles que Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori, Aspergillus fumigatus et Aspergillus saitoi.
La plupart des protéases acides extracellulaires fongiques sont connues sous le nom d'opepsines d'aspergilla. Les protéases aspartiques sont des protéases acides composées de 380 à 420 longues chaînes de résidus d'acides aminés constituant le site actif de l'activité catalytique.
Les protéases acides sont des endopeptidases et regroupées en trois familles : la pepsine (A1), la rétropepsine (A2), et les enzymes des rétrovirus Para (A3).
Ces trois familles sont placées dans le clan AA.
On constate que les protéases A1 et A2 sont étroitement liées l'une à l'autre tandis que les membres de la famille A3 présentent une certaine parenté avec les familles A1 et A2.
Une fente de site actif des membres de la famille des pepsines est située entre les lobes d'une structure bilobée.
Une grande spécificité des protéases acides est présentée contre les résidus d'acides aminés aromatiques situés des deux côtés de la liaison peptidique. Ces résidus d'acides aminés aromatiques avec des liaisons peptidiques sont similaires à la pepsine mais moins rigoureux en action.
En gros, les protéases acides sont divisées en deux groupes : (i) les enzymes de type pepsine et (ii) les enzymes de type rennine produites par Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Endothia et Mucor (Tomoda et Shimazono, 1964).

Protéases neutres
Les protéases neutres sont définies comme telles qu'elles sont actives à un pH neutre ou faiblement acide ou faiblement alcalin.
La plupart des protéases neutres appartiennent au genre Bacillus et ont une thermotolérance relativement faible allant de pH 5 à 8 (tableau 1).
Ils génèrent moins d'amertume lors de l'hydrolyse des protéines alimentaires en raison d'une vitesse de réaction moyenne ; par conséquent, ils sont considérés comme plus précieux dans l'industrie alimentaire.
La neutralase est incorporée dans l'industrie brassicole en raison de son insensibilité aux inhibiteurs de la protéinase végétale.
Sur la base d'une affinité élevée envers les acides aminés hydrophobes, des protéases neutres sont identifiées et caractérisées.
Lors de la production d'hydrolysat alimentaire, il est légèrement avantageux de contrôler la réactivité des protéases neutres en raison de la faible thermotolérance.
Un ion métallique divalent est nécessaire à l'activité des protéases neutres appartenant au type métalloprotéase

Les protéases ont également trouvé des applications plus spécialisées dans des procédés de purification de produits non protéiques à partir d'extraits d'animaux ou de plantes, y compris l'extraction de gommes glucidiques et de mucopolysaccharides.
Les protéases peuvent être utilisées pour la solubilisation des matières kératiniques afin de convertir les déchets tels que les plumes en concentrés de protéines à utiliser comme aliments pour animaux.
Une protéase alcaline de l'espèce Streptomyces a également une forte activité kératinolytique.
Les protéases végétales, la papaïne et la bromélaïne, sont efficaces comme enzymes d'attendrissement de la viande, tout comme la protéase neutre de B. subtilis.
D'autres applications industrielles des protéases comprennent leur utilisation dans la récupération d'argent à partir d'un film photographique classique contenant de la gélatine, y compris un film radiographique, et dans la liquéfaction de déchets organiques industriels et ménagers.
Les protéases peuvent également être consommées par les humains et les animaux comme auxiliaires digestifs.

Les protéases sont des enzymes qui rompent les liaisons peptidiques des protéines ; elles sont divisées en protéases acides, neutres et alcalines.
Ces enzymes peuvent être obtenues à partir de plantes, d'animaux et de micro-organismes dans plusieurs conditions, telles que des concentrations élevées de sel.
Les protéases halophiles possèdent une activité stable à haute température et une force ionique en présence de solvants organiques.
Certaines enzymes protéases ont des utilisations potentielles dans les détergents, l'industrie pharmaceutique, les processus de bioremédiation et les industries alimentaires.

La stabilité au solvant organique par différentes protéases a été étudiée, comme la tolérance de la protéase de la souche Halobacillus blutaparonensis M9 à l'éther, l'isooctane et le cyclohexane ; et la tolérance de Geomicrobium sp.
EMB2 en éthanol, benzène, cyclohexane et heptane.
Dans les industries alimentaires, les protéases jouent un rôle dans les processus de fermentation pour produire des composés aux caractéristiques spécifiques de saveur et d'arôme.
Les protéases ont également été utilisées dans la préparation de sauce de poisson, dans le prétraitement du cuir dans l'industrie du tannage et dans la formulation de produits diététiques thérapeutiques.

Les enzymes protéolytiques (protéases) sont des enzymes qui décomposent les protéines.
Ces enzymes sont fabriquées par des animaux, des plantes, des champignons et des bactéries.

Les enzymes protéolytiques décomposent les protéines dans le corps ou sur la peau.
Cela pourrait aider à la digestion ou à la dégradation des protéines impliquées dans le gonflement et la douleur.
Certaines enzymes protéolytiques que l'on peut trouver dans les suppléments comprennent la bromélaïne, la chymotrypsine, la ficine, la papaïne, la serrapeptase et la trypsine.

Les enzymes protéolytiques sont utilisées pour une longue liste de conditions, y compris le nettoyage des plaies sur la peau, l'aide à la digestion, la douleur et l'enflure, et de nombreuses autres conditions.
Reportez-vous à des rubriques spécifiques pour plus d'informations sur les utilisations et les effets.

enzyme protéolytique, également appelée protéase, protéinase ou peptidase, l'un des groupes d'enzymes qui décomposent les molécules de protéines à longue chaîne en fragments plus courts (peptides) et éventuellement en leurs composants, les acides aminés.
Les enzymes protéolytiques sont présentes dans les bactéries, les archées, certains types d'algues, certains virus et les plantes ; ils sont cependant plus abondants chez les animaux.

Il existe différents types d'enzymes protéolytiques, qui sont classées selon les sites au niveau desquels elles catalysent le clivage des protéines.
Les deux principaux groupes sont les exopeptidases, qui ciblent les extrémités terminales des protéines, et les endopeptidases, qui ciblent des sites à l'intérieur des protéines.
Les endopeptidases emploient divers mécanismes catalytiques ; dans ce groupe se trouvent les endopeptidases aspartiques, les endopeptidases à cystéine, les endopeptidases glutamiques, les métalloendopeptidases, les endopeptidases à sérine et les endopeptidases à thréonine.
Le terme oligopeptidase est réservé aux enzymes qui agissent spécifiquement sur les peptides.

Parmi les enzymes protéolytiques les plus connues figurent celles qui résident dans le tube digestif.
Dans l'estomac, les matières protéiques sont initialement attaquées par une endopeptidase gastrique connue sous le nom de pepsine.
Lorsque la matière protéique est transmise à l'intestin grêle, les protéines, qui ne sont que partiellement digérées dans l'estomac, sont ensuite attaquées par les enzymes protéolytiques sécrétées par le pancréas.
Ces enzymes sont libérées dans l'intestin grêle à partir de précurseurs inactifs produits par les cellules acineuses du pancréas.
Les précurseurs sont appelés trypsinogène, chymotrypsinogène, proélastase et procarboxypeptidase.
Le trypsinogène est transformé en une endopeptidase appelée trypsine par une enzyme (entérokinase) sécrétée par les parois de l'intestin grêle.
La trypsine active alors les précurseurs de la chymotrypsine, de l'élastase et de la carboxypeptidase. Lorsque les enzymes pancréatiques sont activées dans l'intestin, elles convertissent les protéines en acides aminés libres, qui sont facilement absorbés par les cellules de la paroi intestinale.
Le pancréas produit également une protéine appelée inhibiteur de la trypsine sécrétoire pancréatique, qui se lie à la trypsine et bloque son activité.
On pense que de cette manière le pancréas se protège de l'autodigestion.

Les protéases sont probablement apparues aux premiers stades de l'évolution des protéines en tant que simples enzymes destructrices nécessaires au catabolisme des protéines et à la génération d'acides aminés dans les organismes primitifs. Pendant de nombreuses années, les études sur les protéases se sont concentrées sur leurs rôles originaux en tant qu'agresseurs contondants associés à la démolition des protéines. Cependant, la prise de conscience qu'au-delà de ces fonctions de dégradation non spécifiques, les protéases agissent comme des ciseaux pointus et catalysent des réactions hautement spécifiques de traitement protéolytique, produisant de nouveaux produits protéiques, a inauguré une nouvelle ère dans la recherche sur les protéases.
Le succès actuel de la recherche dans ce groupe d'enzymes anciennes découle principalement de la grande collection de découvertes démontrant leur pertinence dans le contrôle de multiples processus biologiques dans tous les organismes vivants.

Ainsi, les protéases régulent le devenir, la localisation et l'activité de nombreuses protéines, modulent les interactions protéine-protéine, créent de nouvelles molécules bioactives, contribuent au traitement de l'information cellulaire et génèrent, transduisent et amplifient les signaux moléculaires.
En conséquence directe de ces multiples actions, les protéases influencent la réplication et la transcription de l'ADN, la prolifération et la différenciation cellulaires, la morphogenèse et le remodelage des tissus, les réponses aux chocs thermiques et aux protéines dépliées, l'angiogenèse, la neurogenèse, l'ovulation, la fécondation, la cicatrisation, la mobilisation des cellules souches, l'hémostase, coagulation sanguine, inflammation, immunité, autophagie, sénescence, nécrose et apoptose.
Conformément à ces rôles essentiels des protéases dans le comportement cellulaire et la survie et la mort de tous les organismes, les altérations des systèmes protéolytiques sous-tendent de multiples conditions pathologiques telles que le cancer, les troubles neurodégénératifs et les maladies inflammatoires et cardiovasculaires.

En conséquence, de nombreuses protéases sont au centre de l'attention de l'industrie pharmaceutique en tant que cibles médicamenteuses potentielles ou en tant que biomarqueurs diagnostiques et pronostiques.
Les protéases jouent également des rôles clés dans les plantes et contribuent au traitement, à la maturation ou à la destruction d'ensembles spécifiques de protéines en réponse à des signaux de développement ou à des variations des conditions environnementales.
De même, de nombreux micro-organismes infectieux nécessitent des protéases pour la réplication ou utilisent des protéases comme facteurs de virulence, ce qui a facilité le développement de thérapies ciblées sur les protéases pour des maladies d'une grande importance pour la vie humaine telles que le SIDA.
Enfin, les protéases sont également des outils importants de l'industrie biotechnologique en raison de leur utilité comme réactifs biochimiques ou dans la fabrication de nombreux produits.

Cette diversité exceptionnelle des fonctions de protéase résulte directement de l'invention évolutive d'une multiplicité d'enzymes qui présentent une variété de tailles et de formes.
Ainsi, la conception architecturale des protéases va des petites enzymes composées de simples unités catalytiques ( ∼ 20 kDa) aux machines sophistiquées de traitement et de dégradation des protéines, comme les isoformes de protéasome et de méprin métalloprotéinase (0,7 à 6 MDa) (15).
En termes de spécificité, la diversité est aussi une règle commune.
Ainsi, certaines protéases présentent une spécificité exquise vis-à-vis d'une liaison peptidique unique d'une seule protéine ; cependant, la plupart des protéases sont relativement non spécifiques pour les substrats, et certaines sont ouvertement promiscuité et ciblent plusieurs substrats de manière indiscriminée.
Les protéases suivent également différentes stratégies pour établir leur emplacement approprié dans la géographie cellulaire et, dans la plupart des cas, fonctionnent dans le contexte de réseaux complexes comprenant des protéases distinctes, des substrats, des cofacteurs, des inhibiteurs, des adaptateurs, des récepteurs et des protéines de liaison, qui fournissent un niveau supplémentaire d'intérêt mais aussi de complexité pour l'étude des enzymes protéolytiques.

Ce travail vise à servir d'amorce à une mini-série de revues sur les protéases qui sera publiée dans les prochains numéros de cette revue.
Cet article introductif se concentrera sur la discussion de la grande et croissante complexité des enzymes protéolytiques présentes dans tous les organismes, des bactéries à l'homme.
Nous montrerons d'abord les résultats d'analyses génomiques comparatives qui ont permis d'éclairer les dimensions réelles de l'espace protéolytique.
Les niveaux de complexité des protéases et les mécanismes de régulation des protéases seront ensuite abordés. Enfin, nous discuterons des frontières actuelles et des perspectives futures de la recherche sur les protéases.

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Le vaste paysage protéolytique
Les protéases sont les exécutants efficaces d'une réaction chimique courante : l'hydrolyse des liaisons peptidiques.
La plupart des enzymes protéolytiques clivent les liaisons α-peptidiques entre les acides aminés naturels, mais certaines protéases effectuent des réactions légèrement différentes.
Ainsi, un grand groupe d'enzymes connues sous le nom de DUB (enzymes de déubiquitylation) peuvent hydrolyser les liaisons isopeptidiques dans l'ubiquitine et les conjugués de protéines de type ubiquitine ; la γ-glutamyl hydrolase et la glutamate carboxypeptidase ciblent les liaisons γ-glutamyle; les γ-glutamyltransférases transfèrent et clivent les liaisons peptidiques ; et les autoprotéases intramoléculaires (telles que la nucléoporine et la polycystine-1) n'hydrolysent qu'une seule liaison sur leur propre chaîne polypeptidique mais perdent ensuite leur activité protéolytique.
Notamment et sous certaines conditions, les protéases peuvent également synthétiser des liaisons peptidiques.

Les protéases ont été initialement classées en endopeptidases, qui ciblent les liaisons peptidiques internes, et en exopeptidases (aminopeptidases et carboxypeptidases), dont l'action est dirigée par les extrémités NH2 et COOH de leurs substrats correspondants.
Cependant, la disponibilité d'informations structurelles et mécanistes sur ces enzymes a facilité de nouveaux schémas de classification.
Sur la base du mécanisme de la catalyse, les protéases sont classées en six classes distinctes, les protéases aspartiques, glutamiques et métalloprotéases, les protéases à cystéine, sérine et thréonine, bien que les protéases glutamiques n'aient jusqu'à présent pas été trouvées chez les mammifères.

Les trois premières classes utilisent une molécule d'eau activée comme nucléophile pour attaquer la liaison peptidique du substrat, alors que dans les enzymes restantes, le nucléophile est un résidu d'acide aminé (Cys, Ser ou Thr, respectivement) situé dans le site actif de dont dérivent les noms de classe.
Les protéases des différentes classes peuvent en outre être regroupées en familles sur la base de la comparaison des séquences d'acides aminés, et les familles peuvent être assemblées en clans sur la base de similitudes dans leurs structures tridimensionnelles.
L'analyse bioinformatique des séquences du génome a été décisive pour établir les dimensions de la complexité des systèmes protéolytiques opérant dans différents organismes.
La dernière version de MEROPS (merops.sanger.ac.uk), une base de données complète de protéases et d'inhibiteurs, annote 1008 entrées pour les protéases humaines et leurs homologues, bien qu'elle comprenne un grand nombre de pseudogènes et de séquences liées aux protéases dérivées de rétroviraux endogènes. éléments intégrés dans notre génome.
Une base de données hautement organisée, la base de données Degradome, qui n'incorpore pas de pseudogènes de protéases ni ces séquences dérivées de rétrovirus, répertorie 569 protéases et homologues humains classés en 68 familles.
Les métalloprotéases et les protéases à sérine sont les classes les plus densément peuplées, avec respectivement 194 et 176 membres, suivies de 150 protéases à cystéine, tandis que les protéases à thréonine et aspartique ne contiennent que 28 et 21 membres, respectivement.

L'hydrolyse protéolytique des liaisons peptidiques est reconnue comme un mécanisme essentiel et omniprésent pour la régulation d'une myriade de processus physiologiques.
Quatre classes principales d'enzymes protéolytiques ont été couramment utilisées pour décrire les protéases.
Les protéases à sérine sont probablement les mieux caractérisées.
Cette classe de protéases comprend la trypsine, la chymotrypsine et l'élastase.
La classe des protéases à cystéine comprend la papaïne, la calpaïne et les cathepsines lysosomales.
Les protéases aspartiques comprennent la pepsine et la rennine.
Les métalloprotéases comprennent la thermolysine et la carboxypeptidase A.
Découvrez notre offre complète de protéinases rigoureusement testées pour vos besoins de flux de travail protéique.

PROTÉASES POUR DES APPLICATIONS DE RECHERCHE
Afin de vous aider dans votre sélection de protéases, notre Protease Finder permet aux chercheurs de localiser les endo- et exopeptidases nécessaires au clivage précis des protéines.
Facilitant la décomposition catalytique des protéines en polypeptides plus petits ou en acides aminés uniques, nos protéases offrent une gamme complète d'offres pour répondre à vos besoins d'application de recherche sur les protéines.

PROTÉASES POUR LA RECHERCHE EN PROTÉOMIQUE
Les protéases sont des outils couramment utilisés dans la recherche en protéomique et conviennent à la digestion des protéines en petits fragments peptidiques pour l'analyse par spectrométrie de masse suivie d'un séquençage (SM en tandem).
La trypsine génère des peptides dans la plage de masse utile pour la spectrométrie de masse et est reconnue comme la protéase la plus utilisée pour l'identification des protéines.
Découvrez nos produits SOLu-Trypsine recombinants stables en solution (EMS0004) (EMS0005) pour plus d'informations.
De plus, il existe des cas où une digestion séparée ou séquentielle avec d'autres protéases peut être un meilleur choix pour votre protéine d'intérêt.
Nous proposons une variété de protéases de qualité séquençage qui sont appropriées pour une utilisation dans la préparation d'échantillons de spectrométrie de masse.

PROTÉASES POUR LA RECHERCHE INDUSTRIELLE ET APPLIQUÉE
Les protéases ont une importance commerciale dans différents secteurs industriels et appliqués et ont de multiples applications.
En raison de leur grande variété de caractéristiques physiologiques, y compris l'hydrolyse à des pH extrêmes ou à des températures élevées, ils sont idéaux pour une utilisation dans les secteurs pharmaceutique, diagnostique, textile, alimentaire et des boissons.
Les applications spécifiques pour ces protéases incluent mais ne sont pas limitées à ; tests de fibres alimentaires et additifs de nettoyage en place pour l'élimination des contaminants.
Nous disposons d'une large gamme d'enzymes purifiées et de mélanges d'enzymes pour la recherche et le développement de nouveaux procédés, produits et dosages.

KITS DE DÉTECTION DES PROTÉASES
Nous proposons deux kits faciles à utiliser pour détecter des traces de protéase ou pour déterminer l'activité totale de la protéase, en utilisant les mêmes méthodologies utilisées par notre département QC depuis des années.
Nous avons utilisé ces protocoles pour tester des milliers d'échantillons pour l'activité protéolytique.

Les kits de détection de protéase sont des kits complets pour la détection de l'activité protéase primaire ou trace par votre choix de détection fluorométrique ou colorimétrique. Tout ce dont vous avez besoin, y compris le contrôle, les standards, les tampons et le substrat, est inclus.
Pour plus de commodité, le test peut être effectué dans un format de cuvette ou de microplaque.
Chaque kit contient suffisamment de réactifs pour 200 tests de 1 mL.
Pour une plus grande sensibilité lors de la mesure de faibles niveaux d'activité de protéase, le kit de détection de protéase fluorescente (PF0100) est recommandé. Pour une quantification plus précise de l'activité de la protéase primaire, le kit de détection colorimétrique de la protéase est (PC0100) recommandé.

Le kit de détection fluorométrique et le kit de détection colorimétrique ont tous deux été testés sur des échantillons représentatifs des quatre types de classes de protéases (sérine, aspartique, cystéine et métalloprotéases) pour garantir une large adéquation aux applications.

Les protéases sont des enzymes qui hydrolysent d'autres protéines, y compris d'autres protéases, ce qui remet en question les hypothèses d'inertie enzymatique dans les réactions chimiques et modifie les concentrations de protéase-substrat prévues à l'aide de cadres d'action de masse établis.
Les cathepsines à cystéine sont de puissantes protéases impliquées dans de nombreuses maladies en clivant des substrats, mais elles s'hydrolysent également les unes les autres, nécessitant l'inclusion d'une dynamique encore indéfinie de protéase en tant que substrat.
Ici, nous avons utilisé des modèles expérimentaux et informatiques pour améliorer les prédictions des concentrations de plusieurs espèces et intermédiaires générés lors de la dégradation du substrat dans des systèmes multiprotéases en incluant des réactions protéase sur protéase d'autodigestion, d'inactivation, de cannibalisme et de distraction dans les réseaux protéolytiques.
Cela a été mis à disposition en ligne pour que d'autres testent les perturbations et prédisent les changements dans les réactions du réseau protéolytique et la dynamique du système

Abstrait
Les enzymes sont des catalyseurs de réactions biochimiques qui, par définition, augmentent la vitesse des réactions sans être altérées ni détruites.
Cependant, lorsque cette enzyme est une protéase, une sous-classe d'enzymes qui hydrolysent d'autres protéines, et que cette protéase se trouve dans un système multiprotéase, la dynamique de la protéase en tant que substrat doit être incluse, remettant en question les hypothèses d'inertie enzymatique, modifiant les prédictions cinétiques de ce système.
L'hydrolyse d'inactivation de protéase sur protéase peut modifier les concentrations de protéase prédites utilisées pour déterminer les stratégies de dosage pharmaceutique.

Les cathepsines à cystéine sont des protéases capables de cannibalisme de la cathepsine, où une cathepsine en hydrolyse une autre avec un substrat présent, et une mauvaise compréhension de ces dynamiques peut entraîner des erreurs de calcul de plusieurs protéases travaillant dans un réseau protéolytique d'interactions se produisant dans un compartiment défini.
Une fois que les taux de liaison et de catalyse de protéase sur protéase individuelle sont déterminés, la dynamique du réseau protéolytique peut être explorée à l'aide de modèles informatiques de dégradation coopérative/compétitive par plusieurs protéases dans un système, tout en incorporant simultanément le clivage du substrat.
Au cours de l'optimisation des paramètres, il a été révélé que des réactions de distraction supplémentaires, où les protéases inactivées deviennent des inhibiteurs compétitifs des protéases actives restantes, se sont produites, introduisant un autre nœud de réaction en réseau.
Pris ensemble, des prédictions améliorées de la dégradation du substrat dans un réseau de protéases multiples ont été obtenues après avoir inclus les termes de réaction d'autodigestion, d'inactivation, de cannibalisme et de distraction, modifiant les considérations cinétiques d'autres systèmes enzymatiques, car l'enzyme peut être perdue à cause de la dégradation protéolytique.

Les protéases, également appelées peptidases ou protéinases, sont des enzymes qui effectuent la protéolyse. La protéolyse est l'une des réactions biologiques les plus importantes. L'activité protéolytique a été attribuée à une classe d'enzymes appelées protéases.
Ces enzymes sont largement distribuées et effectuent des processus biologiques importants.
Les protéases ont évolué pour effectuer ces réactions par de nombreux mécanismes différents et différentes classes de protéases peuvent effectuer la même réaction par des mécanismes catalytiques complètement différents.
Les protéases se trouvent chez les animaux, les plantes, les bactéries, les archées et les virus.
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.
Le mécanisme d'action des protéases les classe en sérine, cystéine ou thréonine protéases (hydrolases nucléophiles amino-terminales), ou en protéases aspartiques, métallo et glutamiques (les protéases glutamiques étant le seul sous-type non trouvé chez les mammifères jusqu'à présent).

Quelles sont les fonctions des protéases ?
Les protéases sont impliquées dans de nombreux aspects de la biologie humaine.
Par exemple, dans l'intestin grêle, les protéases digèrent les protéines alimentaires pour permettre l'absorption des acides aminés.
D'autres processus médiés par les protéases comprennent la coagulation sanguine, la fonction immunitaire, la maturation des prohormones, la formation osseuse, la mort cellulaire programmée et le recyclage des protéines cellulaires qui ne sont plus nécessaires.

Protéases classées par domaines catalytiques
Les protéases peuvent être classées en sept grands groupes :

Sérine protéases
À l'aide d'un alcool de sérine, affichez un large éventail de fonctions.

Cystéine protéases
Utilisation d'un thiol de cystéine, qui comprend des caspases impliquées dans l'apoptose et l'inflammation, et des cathepsines qui favorisent la dégradation des protéines.

Thréonine protéases
Utilisation d'un alcool secondaire de thréonine

Protéases glutamiques
Utilisation d'un acide glutamate carboxylique

Métalloprotéases
Utilisation d'un métal, généralement du zinc.
La famille des métalloprotéases comprend les aminopeptidases et les endopeptidases, qui sont sécrétées, liées à la membrane ou cytosoliques.

Lyases peptidiques d'asparagine
Utilisation d'une asparagine pour effectuer une réaction d'élimination (ne nécessitant pas d'eau)
 
Les protéases étaient traditionnellement considérées comme de simples enzymes dégradant les protéines avec un spectre très restreint de substrats.
Une expansion majeure de la recherche sur les protéases a permis de découvrir une variété de nouveaux substrats, et il est maintenant évident que les protéases sont des acteurs pléiotropiques critiques qui orchestrent les processus physiopathologiques.
Des découvertes récentes ont mis en évidence que l'activité protéolytique nette repose également sur des interconnexions entre différentes familles de protéases et d'inhibiteurs de protéases dans le réseau de protéases.

Dans cette revue, nous donnons un aperçu de ces nouveaux concepts avec un accent particulier sur la physiopathologie pulmonaire.
Nous décrivons les rôles émergents de plusieurs familles de protéases, notamment les protéases à cystéine et à sérine.

La complexité du réseau de protéases est illustrée à la lumière de la régulation multidimensionnelle de l'activité de sérine protéase par des métalloprotéases matricielles par le biais d'un traitement apparenté à un inhibiteur de sérine protéase.
Enfin, nous mettrons en évidence comment l'activité dérégulée de la protéase au cours de la pathogenèse pulmonaire peut être exploitée à des fins de diagnostic/pronostic, et utilisée comme outil thérapeutique à l'aide des nanotechnologies.

Considérer les protéases dans une perspective de biologie intégrative pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter les maladies pulmonaires liées à la dérégulation intrinsèque des protéases.

Protéases et autres enzymes
La protéase est un terme général désignant une classe d'enzymes qui hydrolysent les liaisons peptidiques protéiques.
Selon la manière dont le polypeptide est hydrolysé, il peut être divisé en deux types, une endopeptidase et une exopeptidase.
L'endopeptidase clive l'intérieur de la molécule de protéine pour former un petit peptide moléculaire.
L'exopeptidase hydrolyse la liaison peptidique une par une à partir de l'extrémité du groupe amino libre ou du groupe carboxyle de la molécule protéique, et l'acide aminé est libéré, le premier étant une aminopeptidase et le second étant une carboxypeptidase.
La protéase peut être divisée en sérine protéase, thiol protéase, métallo protéase et protéase aspartique selon son centre actif.

Selon la valeur de pH optimale de la réaction, elle est divisée en protéase acide, protéase neutre et protéase alcaline.
La protéase est utilisée dans la production industrielle, principalement l'endopeptidase.
Les protéases sont largement présentes dans les viscères des animaux, les tiges des plantes, les feuilles, les fruits et les micro-organismes.
Les protéases microbiennes sont principalement produites par les moisissures et les bactéries, suivies des levures et des actinomycètes.
Les protéases ont de nombreux types, et les plus importants sont la pepsine, la trypsine, la cathepsine, la papaïne et la subtilisine.
La protéase a une sélectivité stricte pour le substrat de réaction à appliquer.
Les protéases ne peuvent agir que sur certaines liaisons peptidiques dans les molécules protéiques, telles que les liaisons peptidiques formées par l'hydrolyse catalysée par la trypsine des acides aminés basiques.
La protéase est une protéine largement distribuée, et est particulièrement abondante dans le tube digestif des humains et des animaux.
En raison des ressources limitées des animaux et des plantes, la production industrielle de préparations de protéases est principalement préparée par fermentation de microorganismes tels que Bacillus subtilis et Aspergillus oryzae.

Autres enzymes
Une enzyme est une protéine ou un ARN produit par des cellules vivantes qui est hautement spécifique et hautement catalytiquement puissant vis-à-vis de son substrat.
Les enzymes sont une classe très importante de biocatalyseurs.
Selon la nature de la réaction catalysée par l'enzyme, l'enzyme est divisée en six catégories.

L'oxydoréductase est une enzyme qui favorise la réaction redox du substrat.
Les protéases sont une sorte d'enzyme qui catalyse la réaction redox et peuvent être divisées en deux types, l'oxydase et la réductase.
Les transférases sont des enzymes qui catalysent le transfert ou l'échange de certains groupes (tels que l'acétyle, le méthyle, l'amino, le phosphate, etc.) entre des substrats, notamment la méthyltransférase, l'aminotransférase, l'acétyltransférase, la kinase et la polymérase, etc.
Les enzymes hydrolases catalysent l'hydrolyse de substrats, tels que l'amylase, la protéase, la lipase, la phosphatase, la glycosidase, etc.
Les lyases éliminent un groupe du substrat (non hydrolysé) et laissent une double liaison ou sa réaction inverse, y compris la déshydratase, la décarboxylase, l'anhydrase carbonique, l'aldolase, la citrate synthase, etc.
De nombreuses lyases catalysent une réaction inverse qui crée une nouvelle liaison chimique entre les deux substrats et élimine la double liaison d'un substrat, et la synthase appartient à cette classe.

L'isomérase convertit ses substrats entre divers isomères, isomères géométriques ou isomères optiques.
La ligase catalyse la synthèse d'un substrat à deux molécules en une seule molécule de composé, couplée à une enzyme de clivage de phosphate liée à l'ATP, telle que la glutamine synthétase, l'ADN ligase, la carboxylase dépendante de la biotine, etc.
Selon le principe de classification uniforme des enzymes publié par l'International Biochemical Association, sur la base des six catégories ci-dessus, et de chacun des principaux types d'enzymes, ainsi que des caractéristiques des groupements ou liaisons agissant sur le substrat, il est divisé en plusieurs sous-catégories.
Indiquant précisément la nature du substrat ou du réactif, chaque sous-classe est subdivisée en plusieurs groupes (sous-sous-classes) ; chaque groupe contient plusieurs enzymes directement.
En raison du caractère de l'enzyme, la réaction chimique dans le corps vivant peut être effectuée de manière efficace et spécifique dans des conditions extrêmement douces.

Les protéases sont une classe d'enzymes qui effectuent la protéolyse, le mécanisme de digestion ou de clivage des protéines à longue chaîne en fragments plus petits en rompant les liaisons peptidiques qui les maintiennent ensemble.
La trypsine, une sérine protéase sécrétée par le pancréas, est couramment utilisée dans la culture de tissus cellulaires pour cliver les liaisons que les cellules utilisent pour adhérer à un flacon.

Les protéases jouent également un rôle majeur dans la maladie. La protéase du VIH-1 est essentielle au processus de réplication virale. La MMP-9, une métallopeptidase matricielle, joue un rôle dans l'angiogenèse et est une cible thérapeutique du cancer.
Les protéases jouent un rôle important dans de nombreuses voies de signalisation, il peut donc être difficile d'obtenir une sélectivité lors du ciblage des sites actifs de la protéase.

Le vaste portefeuille d'Eurofins Discovery de plus de 50 cibles de protéases couvre les familles de la sérine, de la cystéine, de l'aspartique et des métalloprotéases et constitue la base de nos services de dépistage et de profilage.
Les principales familles de protéases et les cibles incluses dans nos services sont mises en évidence ci-dessous.

Les protéases sont classées selon les acides aminés ou les ligands qui catalysent la réaction d'hydrolyse.
Par exemple, les serine proteases contiennent une sérine dans le site actif.
La sérine est aidée par une histidine voisine et l'acide aspartique.
Cette combinaison s'appelle la triade catalytique et est conservée dans toutes les protéases à sérine.
Les sérine protéases fonctionnent en deux étapes ; d'abord, ils forment une liaison covalente avec la protéine à cliver ; dans la deuxième étape, l'eau entre et libère la seconde moitié de la protéine clivée.
Les protéases à cystéine utilisent la cystéine comme nucléophile, tout comme les protéases à sérine utilisent la sérine comme nucléophile.

Les protéases à sérine comprennent un certain nombre d'enzymes digestives, notamment la trypsine, la chymotrypsine et l'élastase.
Bien qu'ils contiennent tous les trois mêmes acides aminés qui agissent ensemble pour catalyser la réaction, appelée triade catalytique, ils diffèrent par l'endroit où ils clivent les protéines.

Cette spécificité est due à une poche de liaison qui contient différents groupes fonctionnels.
La chymotrypsine préfère un grand résidu hydrophobe; sa poche est grande et contient des résidus hydrophobes.
Dans cette représentation de la poche de liaison, la phénylalanine hydrophobe du substrat est représentée en vert, et l'hydrophobicité des acides aminés environnants est représentée par des boules grises (hydrophobes) ou violettes (hydrophiles).
La trypsine est spécifique des résidus chargés positivement comme la lysine et contient un acide aminé négatif, l'acide aspartique, au fond de la poche.
L'élastase préfère un petit résidu neutre ; il a une très petite poche.

Les protéases à cystéine comprennent des enzymes qui jouent un rôle dans la régulation des processus cellulaires tels que les caspases et la déubiquitinase.

Une autre classe de protéases est celle des aspartate protéases.
Cette famille comprend la protéase du VIH. Le VIH produit ses protéines comme une longue chaîne ; La protéase du VIH clive la longue protéine en unités fonctionnelles.
Parce qu'il clive les longues protéines, il a un tunnel pour accueillir le long substrat peptidique, et les "volets" supérieurs de la protéine peuvent s'ouvrir et se fermer pour permettre au substrat d'entrer et aux produits de sortir.
Les aspartate protéases comprennent deux résidus aspartate dans le site actif, qui augmentent la réactivité d'une molécule d'eau du site actif pour cliver directement la protéine substrat.

Une troisième classe de protéases sont les métalloprotéases telles que la carboxypeptidase.
Les carboxypeptidases éliminent les acides aminés C-terminaux des protéines.
Le site actif contient du zinc, qui est lié à la protéine par des interactions avec les résidus d'histidine (H), de sérine (S) et d'acide aspartique (E).

La réunion virtuelle sur les sérine protéases dans la protéolyse et la signalisation péricellulaires poursuit la tradition du symposium spécial de l'ASBMB sur les sérine protéases ancrées à la membrane avec un accent élargi sur d'autres protéases apparentées avec des substrats et des fonctions qui se chevauchent dans l'environnement péricellulaire.

La conférence rassemble traditionnellement les principaux chercheurs nationaux et internationaux dans le domaine de la protéolyse péricellulaire et leur offre un forum pour présenter leurs dernières découvertes, échanger des idées et des technologies et créer des réseaux pour former des collaborations.
Tout aussi important, il offre également un lieu aux chercheurs juniors au niveau des étudiants diplômés et postdoctoraux pour discuter de leurs recherches en cours, rencontrer des experts dans le domaine et forger de nouvelles interactions scientifiques cruciales pour leur futur développement de carrière.
À cette fin, nous prévoyons une séance d'affiches interactives et un accès facile aux enregistrements vidéo des présentateurs d'affiches pour augmenter la visibilité de leur travail.
La tenue virtuelle de la réunion offre une occasion unique de rendre cette conférence encore plus accessible aux étudiants ainsi qu'aux chercheurs d'autres domaines où la protéolyse péricellulaire est impliquée.

Sujets couverts
Le clivage des protéines dans l'environnement extracellulaire, y compris les hormones, les facteurs de croissance et leurs récepteurs, les canaux ioniques, les molécules d'adhésion cellulaire et les composants structurels de la matrice extracellulaire, joue un rôle clé dans la régulation du comportement cellulaire.
Parmi plus de 500 enzymes protéolytiques codées par les génomes de mammifères, les sérine-protéases ancrées à la membrane, qui sont exprimées à la surface des cellules dans tous les principaux organes, sont parfaitement adaptées à la médiation de la transduction du signal à travers la membrane plasmique et sont de plus en plus reconnues comme d'importants régulateurs de l'organe. Développement et homéostasie.
Dans le même temps, il a été démontré que la protéolyse péricellulaire non restreinte contribue au dysfonctionnement de la barrière épithéliale et endothéliale, aux maladies inflammatoires, cardiovasculaires et respiratoires, ainsi qu'au cancer.
De nombreux virus de type grippe et coronavirus, y compris le SRAS-CoV-2, sont désormais connus pour utiliser également l'activité de ces protéases pour pénétrer dans la cellule cible, faisant des MASP un déterminant majeur de la sensibilité cellulaire à l'infection.

En plus des rôles des sérine protéases dans la biologie virale, la réunion couvrira des sujets tels que la biosynthèse, le trafic et les modifications post-traductionnelles, les inhibiteurs endogènes et pharmacologiques, les fonctions développementales et autres fonctions physiologiques, les mécanismes de dérégulation et les conséquences pathologiques, et les mécanismes moléculaires de la protéase. - signalisation médiatisée.

Les protéases sont des enzymes spécialisées dans le clivage des liaisons peptidiques.
Leurs activités peuvent être relativement aveugles, décomposant les polypeptides en leurs éléments de base, ou extrêmement précises, clivant un substrat au niveau d'un résidu spécifique pour modifier l'activité des protéines.
Ces illustrations mettent en évidence les concepts scientifiques qui reposent sur l'activité protéolytique et soulignent l'importance des protéases dans certains des domaines les plus étudiés de la biologie cellulaire.

Les enzymes sont des biocatalyseurs essentiels à la vie qui catalysent presque tous les processus biologiques.
Depuis l'Antiquité, les enzymes ont été utilisées dans la fabrication de différents produits alimentaires, notamment la bière, le vin, le vinaigre, le fromage et le levain, et dans la production de produits comme le cuir, le lin et l'indigo.
La biocatalyse est devenue un outil nécessaire dans la production industrielle de produits pharmaceutiques actifs, d'intermédiaires agrochimiques et pharmaceutiques, de produits chimiques en vrac et d'ingrédients alimentaires.
Bien que les enzymes n'aient pas été initialement utilisées sous forme pure, des procédés de fermentation produisant des enzymes pures à partir d'une souche spécifique ont finalement été développés à grande échelle.
Les micro-organismes ont apporté une contribution essentielle à la biologie industrielle.
Les enzymes microbiennes jouent un rôle important en tant que catalyseurs métaboliques et sont donc utilisées dans diverses applications industrielles.
Actuellement, la plupart des enzymes utilisées dans les procédés industriels sont hydrolytiques et servent à la dégradation de diverses substances naturelles.

La protéase reste le type d'enzyme dominant en raison de son utilisation intensive dans les industries laitières et détergentes.
Les protéases sont des enzymes très importantes, représentant plus de 60 % des ventes mondiales totales d'enzymes.
Ces enzymes peuvent être divisées en deux grands groupes : les endopeptidases, qui clivent les liaisons peptidiques internes, et les exopeptidases, qui clivent les liaisons peptidiques C- ou N-terminales.
L'enzyme protéase catalyse la réaction hydrolytique, qui entraîne la décomposition des molécules de protéines en acides aminés et en peptides.
Les microbes constituent une meilleure source de protéases que les plantes et les animaux car ils peuvent être cultivés en grandes quantités sur une courte durée, sont relativement peu coûteux et peuvent produire un approvisionnement continu du produit souhaité.

Il existe trois enzymes bien connues qui passent par le mécanisme d'action de la sérine protéase : la chymotrypsine, la trypsine et l'élastase.
Nous examinerons en détail le mécanisme enzymatique de la chymotrypsine.

Une protéase est une enzyme qui hydrolyse les liaisons peptidiques qui relient les acides aminés ensemble dans une protéine. Les protéases sont spécifiques de certains acides aminés et peuvent hydrolyser ces acides aminés du côté carboxy ou amino de la liaison peptidique.

Il existe deux types généraux de protéases :
Endoprotéases (sérine protéases) :
Peut cliver des liaisons peptidiques spécifiques au sein de la protéine.

Exoprotéases :
Cliver uniquement les résidus d'acides aminés terminaux.
Proenzymes (Zymogènes):
Une enzyme synthétisée initialement sous une forme inactive, mais qui est présente et prête à agir rapidement en cas de besoin.
Les sérine protéases sont de bons exemples de proenzymes ou de zymogènes.

Rôles physiologiques des proenzymes telles que les sérine protéases :
1) Digestion des protéines dans l'intestin grêle.
c'est-à-dire Trypsinogène (proenzyme) ---------> Trypsine (forme active)
2) Coagulation sanguine

Chymotrypsine :
>Utilisé comme exemple d'une sérine protéase car sa structure et son mécanisme sont bien compris.
>Catalyse l'hydrolyse des liaisons peptidiques, du côté carboxyle des chaînes latérales aromatiques volumineuses (Tyr, Phe, Trp).

Site actif:
1) Sérine, à laquelle le substrat se lie, tous les sites actifs de sérine protéase contiennent de la sérine.
2) Histidine, capacité à donner et à accepter des protons.
3) Aspartate, capacité à accepter les protons, dernier maillon nécessaire à l'action de la chymotrypsine.

Remarques:
>Ces résidus sont polaires (hydrophiles) et ne se trouveraient donc pas normalement à "l'intérieur" d'une protéine et seraient normalement déprotonés à un pH physiologique, à l'exception de leur rôle critique dans la catalyse.
> Bien qu'ils soient très proches dans la structure 30, ils ne sont pas adjacents dans la séquence primaire

Qu'est-ce qu'une protéase ?
Les protéines sont des chaînes d'acides aminés individuels qui sont liées par des liaisons covalentes - appelées liaisons peptidiques - au cours du processus de traduction des protéines.
De nouvelles protéines sont constamment traduites et les anciennes protéines sont dégradées dans la cellule pour assurer des concentrations précises de la protéine fonctionnelle nécessaire pour compléter divers processus cellulaires.
Le processus de dégradation des protéines, appelé protéolyse, décompose les protéines en acides aminés individuels. La protéolyse est accomplie par des protéases, un groupe d'enzymes dont les mécanismes dépendent de la classe particulière de protéase.

L'activité de la protéase est hautement régulée dans la cellule, et cette régulation se produit par une variété de mécanismes.
Un exemple d'activation régulée de la protéase est lors de l'initiation de l'apoptose ou de la mort cellulaire programmée.
L'activation de la caspase et le clivage ultérieur des protéines en aval jouent un rôle important dans l'apoptose.
La plupart des caspases cellulaires existent sous forme de procaspase (une version inactive de la protéase) qui doit être clivée par protéolyse pour présenter une activité protéase.
Les protéines de la famille des IAP (inhibiteurs de l'apoptose) bloquent l'apoptose soit en empêchant le clivage d'une procaspase, soit en inhibant directement l'activité de la caspase.

La localisation sous-cellulaire des protéases peut également contrôler leur activité. Certaines protéases sont séquestrées dans des organites spécifiques de sorte qu'elles ne peuvent dégrader que les protéines ciblées sur ces organites.
Par exemple, les cathepsines sont des protéases principalement localisées dans les lysosomes.
Ces protéases dégradent les protéines ciblées sur les lysosomes.
Dans les cellules intactes, les protéines non localisées aux lysosomes n'entrent pas en contact avec les cathepsines et ne sont donc pas protéolysées par celles-ci.

Protéolyse dans l'isolement des protéines
Lorsque les cellules sont lysées, les mécanismes de régulation sont perturbés et les organites peuvent être rompus.
Les mécanismes cellulaires d'inhibition ou de séquestration des protéases seront ainsi éliminés.
Les protéases normalement séquestrées peuvent alors agir sur des protéines avec lesquelles elles n'entrent généralement pas en contact.
Des protéases précédemment inactives peuvent être activées et commencer à cliver une variété de protéines.
En raison du grand nombre et des types de protéases présentes dans les organismes couramment utilisés pour l'expression des protéines (tableau 1), il est facile d'imaginer que les protéines d'intérêt peuvent être soumises à une protéolyse étendue lors de la lyse cellulaire.

En raison de cette activité protéase potentiellement indésirable, il est nécessaire de prendre des mesures pour empêcher la protéolyse pendant les protocoles d'isolement des protéines.
Généralement, ce n'est qu'alors que la protéine fonctionnelle de pleine longueur peut être isolée pour une utilisation dans des études expérimentales.
Les inhibiteurs de protéase sont généralement utilisés dans ces types d'études, et le type d'inhibiteur(s) à utiliser dépend des types de protéases qui doivent être inhibées.

Classification des protéases
Les protéases peuvent être classées selon leur mécanisme d'action et leur spécificité de substrat.

Classification générale
De manière générale, les protéases peuvent être caractérisées comme des endopeptidases ou des exopeptidases.
Les endopeptidases coupent les liaisons au sein de la protéine et sont généralement très spécifiques pour des séquences d'acides aminés particulières.
Les exopeptidases clivent un seul acide aminé de l'extrémité d'une protéine et sont moins spécifiques vis-à-vis de l'acide aminé qui est clivé.
Les exopeptidases sont elles-mêmes classées comme celles qui se clivent uniquement à partir de l'extrémité C-terminale (carboxypeptidases), uniquement à partir de l'extrémité N-terminale (aminopeptidases) ou des deux extrémités (dipeptidases).
Les endopeptidases et les exopeptidases peuvent être très problématiques lors de la purification des protéines.
Les endopeptidases peuvent reconnaître des régions dans la protéine d'intérêt et effectuer une protéolyse pour digérer la protéine en plusieurs morceaux plus petits qui sont inutiles dans les études expérimentales.
Les exopeptidases peuvent éliminer seulement quelques acides aminés, ce qui peut affecter considérablement la fonction des protéines, mais n'est souvent pas détectable par les méthodes conventionnelles.

Mécanisme de protéolyse
Les protéases sont également caractérisées par leur mécanisme d'action ; c'est-à-dire les acides aminés impliqués dans le site catalytique de l'enzyme.
Le site catalytique contient les acides aminés qui jouent directement un rôle dans la facilitation de l'hydrolyse des liaisons peptidiques (Figure 1).
Ce processus nécessite un nucléophile pour initier la réaction, qui peut être soit une chaîne latérale d'acides aminés du site actif, soit une molécule d'eau.
Au cours des dernières étapes de la protéolyse, les deux parties de la protéine hydrolysée sont libérées et le site actif de la protéase revient à son état initial, prêt à se lier à un autre substrat pour la protéolyse.

Les protéases sont généralement regroupées en quatre classes principales en fonction de leurs résidus de site actif : sérine protéases, cystéine (thiol) protéases, protéases aspartiques et métalloprotéases.
Les sérine et cystéine (thiol) protéases ont un acide aminé dans le site actif qui effectue l'attaque nucléophile initiale, tandis que les protéases aspartiques et les métalloprotéases activent une molécule d'eau pour effectuer l'attaque nucléophile initiale.

Les sérine protéases agissent par l'intermédiaire d'une triade catalytique composée d'une sérine, d'un résidu histidine et d'un résidu aspartate.
Les cystéine (thiol) protéases contiennent une dyade catalytique avec un résidu histidine et un résidu cystéine.
La cystéine effectue l'attaque nucléophile pour initier l'hydrolyse des liaisons peptidiques.
Les protéases aspartiques contiennent une dyade catalytique avec deux résidus aspartate.
Les métalloprotéases nécessitent un ion zinc (ou, plus rarement, un ion métallique divalent différent) qui est coordonné à la protéine par trois acides aminés, dont l'identité peut varier.
L'ion métallique active la molécule d'eau, de sorte qu'elle peut effectuer une attaque nucléophile sur le carbone carbonyle pour rompre la liaison peptidique.
Spécificité de la liaison peptidique
Les endoprotéases reconnaissent spécifiquement certains acides aminés ou types d'acides aminés.
Les acides aminés qui forment la liaison peptidique, ainsi que les résidus voisins, peuvent également jouer un rôle dans la spécificité de la protéase.
Cette reconnaissance est médiée par la poche de spécificité d'une protéase, une région au sein de la protéase autour du site actif qui lie certaines chaînes latérales d'acides aminés plus favorablement que d'autres. Certaines des protéases les plus courantes sont les suivantes :
Les protéases de type trypsine clivent principalement les protéines du côté carboxyle de l'arginine ou de la lysine (sauf lorsque ce résidu suit une proline).
Les protéases de type chymotrypsine clivent préférentiellement du côté carboxyle des grands résidus aromatiques (tryptophane, tyrosine ou phénylalanine).
Les protéases de type caspase clivent principalement du côté carboxyle de l'aspartate, mais il a été démontré qu'une caspase chez la drosophile se clive également du côté carboxyle du glutamate.
Les protéases de type élastase clivent principalement du côté carboxyle des petits acides aminés aliphatiques (glycine, alanine ou valine).
Inhibiteurs de protéase

Les inhibiteurs de protéase sont des molécules qui bloquent l'activité des protéases et fonctionnent généralement sur des classes de protéases avec des mécanismes d'action similaires. Les inhibiteurs de protéase peuvent être sous forme de protéines, de peptides ou de petites molécules.
Les inhibiteurs de protéase naturels sont généralement des protéines ou des peptides.
Les inhibiteurs de protéase utilisés dans les études expérimentales ou le développement de médicaments sont souvent des peptides synthétiques ou de petites molécules.
De nombreux inhibiteurs de protéase différents sont disponibles dans le commerce pour une utilisation expérimentale à la fois dans des essais in vitro et in vivo et pendant la purification des protéines.
Mécanismes d'inhibition de la protéase
Les inhibiteurs de protéase peuvent fonctionner de différentes manières pour inhiber l'action des protéases.
Ces inhibiteurs peuvent être classés selon le type de protéases qu'ils inhibent et le mécanisme par lequel ils inhibent ces enzymes.
Alors que les inhibiteurs de protéase commerciaux sont généralement vendus en fonction de la classe de protéase qu'ils inhibent, la compréhension des divers mécanismes par lesquels les inhibiteurs fonctionnent est essentielle pour une compréhension complète de l'inhibition et pour développer des inhibiteurs de protéase en tant que stratégie thérapeutique.

Les inhibiteurs réversibles se lient généralement à la protéase avec de multiples interactions non covalentes, sans aucune modification de l'inhibiteur lui-même. Ces inhibiteurs peuvent être éliminés par dilution ou dialyse.
Les inhibiteurs réversibles comprennent les inhibiteurs compétitifs, les inhibiteurs non compétitifs et les inhibiteurs non compétitifs.

Un inhibiteur compétitif se lie au site actif de la protéase, en compétition avec des substrats pour accéder aux résidus du site actif.
Un exemple d'inhibiteur compétitif est l'aprotinine, qui inhibe de nombreuses serine proteases.
Les inhibiteurs compétitifs ont souvent une structure similaire à l'état de transition des substrats naturels.
L'état de transition du substrat est un état intermédiaire de la structure qui se lie généralement le plus étroitement avec l'enzyme.
Par conséquent, les composés imitant cette structure se lient à l'enzyme avec une plus grande force que le substrat (dans son état initial) ne le peut, et ainsi la réaction enzymatique normale ne peut pas se dérouler.

Un exemple de ce type d'analogue d'état de transition est le LP-130, un inhibiteur de protéase du VIH-1.
Les inhibiteurs non compétitifs se lient à la protéase uniquement lorsqu'elle est déjà attachée à un substrat.
Des inhibiteurs non compétitifs ont été identifiés pour la protéase du VIH-1 et la protéinase NS2B-NS3 du virus du Nil occidental.
Les inhibiteurs non compétitifs se lient à la protéase avec des affinités similaires, indépendamment de la présence d'un substrat lié.
Ces molécules inhibent l'activité des protéases par un mécanisme allostérique. Le BBI, un inhibiteur de la trypsine du soja et les aminoglycosides, les inhibiteurs de la protéase du facteur létal de l'anthrax sont des exemples d'inhibiteurs non compétitifs.
Les inhibiteurs irréversibles fonctionnent en modifiant spécifiquement le site actif de sa protéase cible spécifique, souvent par la formation de liaisons covalentes.
Ils peuvent être plus justement appelés inactivateurs.

Lors de la liaison à l'inhibiteur, le site actif d'une protéase est altéré et il ne peut plus effectuer d'hydrolyse de la liaison peptidique.
Certains de ces inhibiteurs ne se lient pas réellement de manière covalente à la protéase, mais interagissent avec une affinité si élevée qu'ils ne sont pas facilement éliminés.
Que l'inhibition soit réversible ou non a des implications dans l'utilisation d'un inhibiteur : pour un inhibiteur réversible, la concentration de l'inhibiteur doit être maintenue tout au long d'un protocole, comme lors de la purification des protéines, tandis que pour un inhibiteur irréversible, une fois que toutes les protéases ont été inactivées, il n'est pas nécessaire de maintenir la concentration d'inhibiteur.

Les inhibiteurs de suicide, généralement des analogues du substrat, sont des inhibiteurs irréversibles qui se lient de manière covalente aux protéases.
Un exemple d'inhibiteur de la protéase suicide est la famille des serpines de protéines, qui jouent un rôle dans la coagulation sanguine et l'inflammation.
Une boucle dans la serpine sert d'analogue de substrat.
Le résidu sérine dans le site actif de la trypsine forme une attaque nucléophile sur un carbone carbonyle de l'analogue du substrat, induisant un changement conformationnel de l'enzyme qui rend le reste de la réaction d'hydrolyse de la liaison peptidique défavorable.
Ainsi, la serpine reste liée de manière covalente à la protéase de sorte que l'enzyme n'est plus disponible pour se lier aux substrats.

Inhibiteurs de protéase commerciaux
Les inhibiteurs de protéase peuvent être achetés individuellement ou sous forme de cocktail concentré contenant plusieurs inhibiteurs de protéase à des concentrations appropriées. Les inhibiteurs de protéase individuels sont idéaux pour les dosages protéolytiques de protéines déjà purifiées.
Souvent, les dosages enzymatiques nécessitent un contrôle pour montrer que l'enzyme d'intérêt effectue l'action surveillée ; ainsi, l'ajout d'un inhibiteur de protéase spécifique peut servir de manière adéquate de contrôle.
L'achat d'inhibiteurs de protéase individuels peut également être utile lorsque la protéine à purifier est elle-même une protéase.
Dans ce cas, la présence de protéines fonctionnelles et la pureté sont souvent évaluées par des dosages enzymatiques.
Pour ce type de purification, plusieurs inhibiteurs de protéase peuvent être ajoutés, à l'exclusion de ceux qui inhibent la protéase d'intérêt.
Certains des inhibiteurs de protéase les plus courants utilisés lors de la purification des protéines sont répertoriés.
La plupart offrent une large inhibition d'une ou plusieurs classes de protéases.

Les cocktails d'inhibiteurs de protéase sont souvent utilisés pour leur fiabilité et leur reproductibilité.
Les cocktails contiennent plusieurs inhibiteurs de protéase dans les quantités relatives appropriées, éliminant ainsi le besoin d'essais et d'erreurs pour déterminer les types et les quantités d'inhibiteurs à utiliser.
Ils réduisent également les risques d'erreur humaine ou de pipetage, en ne nécessitant qu'une seule solution par rapport à plusieurs solutions différentes.
Ces cocktails se présentent sous forme liquide et solide.

Les inhibiteurs de protéase, à la fois individuels et en cocktails, sont disponibles auprès d'un certain nombre de sources commerciales.
MilliporeSigma est l'un des plus grands fournisseurs de cocktails d'inhibiteurs et d'inhibiteurs de protéase individuels.
Les comprimés MilliporeSigma cOmplete (Figure 7) font partie des cocktails d'inhibiteurs de protéase les plus couramment utilisés.
Ces comprimés sont ajoutés à un volume spécifique du tampon pour inhiber les protéases les plus abondantes.
Il a été démontré que les comprimés MilliporeSigma cOmplete inhibent avec succès une large gamme de protéases dans les lysats de nombreux organismes, notamment E. coli, les levures, les insectes et les mammifères.
Ces comprimés sont disponibles avec et sans EDTA.

Les inhibiteurs de protéase sous forme de comprimés sont ajoutés à un volume approprié du tampon, et les comprimés se dissolvent pour amener la concentration de chaque inhibiteur de protéase au niveau approprié.
L'ajout d'inhibiteurs de protéase sous forme de comprimés est très pratique car aucun pipetage n'est nécessaire. Dans les cas où de petits volumes de tampon sont nécessaires, des cocktails d'inhibiteurs de protéase sous forme liquide pourraient être plus appropriés pour éviter de gaspiller un excès de tampon ou d'inhibiteurs, car les comprimés nécessitent la préparation d'un volume défini.

EMD Millipore vend divers cocktails d'inhibiteurs de protéase Calbiochem à des fins différentes.
Les composants de ces cocktails sont indiqués sur leur site Web et peuvent aider les consommateurs à choisir le produit le mieux adapté à leur application.
Des cocktails qui inhibent plusieurs classes de protéases et des cocktails développés pour inhiber une large gamme de protéases de la même classe sont disponibles. Ceux-ci sont généralement fournis dans du DMSO ou sous forme de poudre lyophilisée qui peut être reconstituée pour donner une solution mère concentrée.

Thermo Scientific vend des cocktails d'inhibiteurs de protéase sous forme liquide et sous forme de comprimés. Halt Protease Inhibitor Cocktail est une solution 100X stable à 4°C.
Il contient une combinaison d'AEBSF, d'aprotinine, de bestatine, d'E-64, de leupeptine et de pepstatine A dissoute dans du DMSO.
Un flacon d'EDTA est fourni pour l'option d'inhibition de la métalloprotéase. La même combinaison d'inhibiteurs de protéase est vendue sous forme de comprimés, avec et sans EDTA.

G-Biosciences commercialise un cocktail d'inhibiteurs de protéases compatible avec la spectrométrie de masse et l'électrophorèse bidimensionnelle sur gel.
Ce cocktail contient des inhibiteurs de protéases présentant une large inhibition et inclut une alternative à l'EDTA pour inhiber les métalloprotéases.
Recom ProteaseArrest™ est un cocktail spécifique pour la purification des protéines marquées à l'histidine exprimées dans les bactéries.
D'autres formulations ProteaseArrest™ sont disponibles auprès de G-Biosciences pour les protéines isolées de différents types d'organismes, et ces formulations contiennent des quantités variables d'inhibiteurs en fonction de la quantité relative de diverses protéases dans les organismes.
De même, MilliporeSigma vend des cocktails d'inhibiteurs de protéase qui auraient été optimisés pour les extraits de tissus/cellules de mammifères, les extraits de tissus/cellules de plantes, les extraits de cellules fongiques/de levure et les protéines sécrétées par les mammifères.

De nombreuses autres sociétés vendent également des inhibiteurs de protéase individuellement, sous forme de cocktails et sous forme d'ensembles de plusieurs inhibiteurs individuels.
Ces ensembles sont utiles pour déterminer quels inhibiteurs de protéase sont nécessaires pour une certaine application.
Ils peuvent également être utiles lorsqu'un inhibiteur de protéase spécifique inclus dans la plupart des cocktails commerciaux est connu pour interférer avec la protéine d'intérêt ou l'application en aval.
Sigma Aldrich, GE Healthcare, Promega, Cell Signaling Technology, Clontech et Santa Cruz Biotechnology, Inc. vendent tous des inhibiteurs de protéase dans divers formats.

Anticorps inhibiteurs de la protéase
La suppression sélective des protéases microbiennes peut être obtenue par application d'anticorps monoclonaux.
Une nouvelle approche pour la génération d'anticorps inhibiteurs de protéase par la conversion sélective a récemment été démontrée.
Les auteurs de l'étude ont utilisé une cytométrie en flux bicolore pour effectuer la sélection sur la métalloprotéinase matricielle (MMP)-9 et la contre-sélection sur les domaines catalytiques de la MMP-14.
Les résultats ont montré une conversion réussie des anticorps inhibiteurs de MMP-14 en anticorps inhibiteurs de MMP-9 avec une sélectivité élevée.

Une autre étude a décrit une sélection fonctionnelle d'anticorps inhibiteurs de protéase, basée sur la co-expression de protéines recombinantes dans Escherichia coli, une protéase d'intérêt et une β-lactamase avec une séquence peptidique clivable par une protéase.
Plusieurs anticorps supprimant différentes protéases, telles que les métalloprotéinases matricielles, la bêta-sécrétase 1 et la cathepsine B, ont été obtenus.
Les anticorps inhibiteurs de protéase ont été efficaces à la fois dans des essais cellulaires et des modèles animaux.

Nouveaux inhibiteurs de protéase
Une étude récente a décrit l'isolement et la caractérisation de PPF-BBI, un nouvel inhibiteur de protéase obtenu à partir de la sécrétion cutanée de la grenouille mare à rayures dorées de Fukien, Pelophlax plancyi fukienesis.
Le composé a montré une activité antimicrobienne contre C aureus, C albicans et E coli.

Une autre étude a présenté GP205, un nouvel inhibiteur de la protéase NS3/4Aserine avec de faibles activités nanomolaires contre plusieurs réplicons du virus de l'hépatite C (VHC). L'analyse de la pharmacocinétique du GP205 a démontré une demi-vie plasmatique prolongée.
Cet inhibiteur de sérine protéase pourrait être précieux pour le développement de nouveaux traitements contre le VHC.

Une bibliothèque de flavonoïdes a récemment été criblée pour identifier des composés capables de supprimer la protéase de type MERS-CoV 3C (3CLpro) produite par le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient.
Il a été démontré que les flavonoïdes herbacétine, isobavachalcone, quercétine 3-β-d-glucoside et hélichrysétine diminuent l'activité de 3CLpro et peuvent donc être appliqués au développement de nouvelles approches de traitement contre le coronavirus.

Inhibiteurs de protéase couramment utilisés dans les expériences de laboratoire
Labome examine manuellement les publications officielles pour les réactifs utilisés.
répertorie les inhibiteurs de protéase couramment cités. Les cocktails d'inhibiteurs de protéase sont très couramment utilisés.
Près de la moitié des publications recensées par Labome citent le cocktail d'inhibiteurs de protéase MilliporeSigma.
Litke JL et al, par exemple, ont inclus le cocktail d'inhibiteurs de protéase et de phosphatase Halt de Thermo Fisher (78440) dans le tampon RIPA pour lyser les cellules Hela pour le Western blot.

Inhibiteurs de protéase en action
De nombreux éléments doivent être pris en compte lors du choix du ou des inhibiteurs de protéase appropriés pour un processus particulier.
Le facteur le plus important est le but de l'inhibition de la protéase - si des inhibiteurs sont nécessaires pour empêcher la protéolyse pendant la purification des protéines, pour inhiber une enzyme purifiée comme contrôle expérimental ou pour une utilisation dans des organismes vivants pour affecter les processus physiologiques.
La section suivante comprend certaines questions et préoccupations majeures à prendre en compte lors de l'utilisation d'inhibiteurs de protéase.

Quel inhibiteur de protéase faut-il utiliser ?
L'application joue un rôle important dans le type d'inhibiteurs de protéase qui doivent être utilisés.
Pour les essais in vitro et in vivo, le choix de l'inhibiteur de protéase dépend de l'enzyme particulière ou du processus physiologique étudié.
Pour les dosages enzymatiques, l'inhibiteur ne doit pas interférer avec la méthode de détection.
Bien que si l'inhibition est réversible et qu'une autre méthode de détection (par exemple, ELISA) soit disponible, peu importe si la protéine cible est inhibée pendant la purification à condition que l'inhibiteur soit absent de la préparation finale.
Protéases Il convient de noter que certains inhibiteurs de protéases ne sont pas spécifiques aux protéases.
Par exemple, le PMSF inhibe de manière irréversible de nombreux membres de la famille des sérine hydrolases, mais pas tous.
Cette famille comprend des protéases, telles que la trypsine et la chymotrypsine, mais comprend également un grand nombre d'autres enzymes qui hydrolysent les substrats non protéiques (par exemple, les acétylcholinestérases, les hydrolases acyl-CoA et les lipases).
Pour les études sur des organismes vivants, les inhibiteurs doivent être perméables aux cellules, hautement spécifiques et non toxiques.
Pour la large inhibition des protéases pour aider à purifier une protéine fonctionnelle pleine longueur, plusieurs protéases sont généralement nécessaires.

Comment préparer et conserver les inhibiteurs de protéase ?
De nombreux inhibiteurs de protéase ne sont pas stables pendant de longues périodes, que ce soit sous forme de solution mère ou à leur concentration de travail. Il est essentiel de préparer des solutions selon les instructions du fournisseur, car certains inhibiteurs de protéase sont plus stables dans certaines conditions que d'autres.
En règle générale, si les solutions mères ont été stockées comme suggéré et les solutions de travail préparées immédiatement avant utilisation, les inhibiteurs doivent conserver une fonction suffisante. Cependant, certains inhibiteurs de protéase, tels que le PMSF, sont très instables et peuvent devoir être ajoutés plusieurs fois au cours de la lyse et de la purification pour assurer l'inhibition de la protéase.

Comment confirmer la fonction des inhibiteurs de protéase ?
Plusieurs sociétés vendent des réactifs comme mesure pour vérifier la fonction de protéase, et ceux-ci peuvent être utilisés pour confirmer une inhibition adéquate.
MilliporeSigma vend un substrat de protéase universel, qui utilise un test basé sur l'absorbance pour surveiller la dégradation de la caséine marquée à la résorufine.
Ce substrat peut être utilisé s'il existe des preuves pour suspecter une inhibition inadéquate de la protéase.
D'autres sociétés, telles que Calbiochem (EMD Millipore), vendent des réactifs similaires.
En règle générale, il est préférable d'utiliser le temps et l'énergie pour préparer une nouvelle solution d'inhibiteur de protéase si l'on soupçonne que les protéases n'ont pas été bien inhibées. Cependant, si la protéolyse est un problème récurrent, ces substrats commerciaux peuvent aider à déterminer des conditions plus appropriées pour l'inhibition de la protéase.

Lors de la lyse cellulaire et de la purification des protéines, quand faut-il ajouter des inhibiteurs de protéase ?
Les inhibiteurs de protéase doivent être ajoutés au tampon de lyse afin que l'inhibition commence immédiatement après la lyse cellulaire, lorsque les protéases sont libérées de leurs compartiments cellulaires ou que leur régulation est autrement perturbée.
Ces inhibiteurs de protéase doivent rester dans les tampons utilisés dans le schéma de purification jusqu'à ce que la plupart des protéases contaminantes aient été suffisamment séparées de la protéine d'intérêt.
Typiquement, si la première étape chromatographique est stringente (par exemple, chromatographie d'affinité), les inhibiteurs de protéase n'ont besoin d'être présents que pendant l'étape de lavage de cette procédure chromatographique.
Le tampon d'élution et les tampons de purification restants ne nécessitent généralement pas d'inhibiteurs de protéase.
Il s'agit d'une considération financière importante pour les efforts de purification de protéines à grande échelle où de grandes quantités de tampons peuvent être nécessaires ; l'inclusion de concentrations élevées d'inhibiteurs de protéase dans des purifications à grande échelle peut être d'un coût prohibitif.

Cependant, de nombreuses protéases sont des catalyseurs très efficaces avec des taux de rotation élevés et donc si même une petite quantité d'une protéase co-purifie avec la protéine cible, cela peut causer des problèmes.
Cela peut entraîner une dégradation claire de la protéine cible ou cela peut ne pas être évident jusqu'à ce que l'analyse N-terminale ou spectroscopique de masse révèle que la préparation de protéine purifiée contient une variété d'espèces avec différentes N-terminales.
Pour de nombreuses applications, une telle micro-hétérogénéité peut ne pas être un problème, mais pour d'autres, elle peut causer des problèmes importants.
Par exemple, dans un contexte de biologie structurale, une telle hétérogénéité N-terminale peut affecter la capacité à cristalliser une protéine et/ou la qualité des éventuels cristaux obtenus.
Ainsi, dans certains cas, il peut être nécessaire d'inclure des inhibiteurs contre une ou plusieurs classes de protéase dans les étapes ultérieures du protocole de purification.
L'utilisation de tests de protéase (comme discuté ci-dessus) peut être utilisée pour identifier la ou les classes de protéases qui doivent être bloquées.

Que peut-on faire d'autre pour ralentir la protéolyse ?
La lyse et la purification des cellules doivent être effectuées à basse température.
Typiquement, la lyse et la purification sont effectuées sur de la glace ou à 4°C.
Cela aide non seulement au repliement et à la stabilité des protéines, mais ralentit également le taux de protéolyse en contaminant les protéases.
De plus, plus les protéases contaminantes sont rapidement éliminées de la protéine d'intérêt, moins elles ont de temps pour interagir avec et éventuellement dégrader les protéines d'intérêt.
Ne laissez pas les lysats cellulaires reposer à des étapes intermédiaires pendant de longues périodes, même sur de la glace.
Procédez aux étapes de purification aussi rapidement que possible pour éliminer autant de protéases que possible et stockez les protéines purifiées de manière appropriée.

Si la protéolyse d'une protéine recombinante pose un problème particulier, plusieurs approches peuvent être envisagées.
Pour l'expression d'E. coli, il est possible que l'abaissement de la température de croissance réduise la protéolyse de la protéine cible qui se produit avant la récolte et la lyse des cellules.
Il peut également être possible de réduire la protéolyse intracellulaire de la protéine cible en dirigeant l'expression vers le périplasme et en réduisant ainsi l'exposition aux protéases intracellulaires.
De même, pour éviter la protéolyse par les protéases intracellulaires de mammifères, il peut être possible d'utiliser un système d'expression qui entraîne la sécrétion de la protéine recombinante dans le milieu de culture.
Compte tenu de la gamme différente de protéases produites par différents organismes, il peut également être possible de réduire, voire d'éliminer, les problèmes de protéolyse en basculant l'expression vers un organisme hôte différent (par exemple, E. coli en baculovirus/cellules d'insectes).

Si je ne sais pas quels inhibiteurs de protéase utiliser, par où dois-je commencer ?
Le meilleur point de départ pour choisir la bonne combinaison d'inhibiteurs de protéase à utiliser pendant la lyse cellulaire et la purification des protéines est d'essayer un cocktail d'inhibiteurs de protéase couramment utilisé.
Pour la majorité des lysats et des applications, ceux-ci sont suffisants.
Cependant, si une protéine de pleine longueur n'est pas obtenue ou si des problèmes sont rencontrés dans les applications en aval, des inhibiteurs de protéase spécifiques ou des ensembles d'inhibiteurs de protéase peuvent être utilisés pour déterminer la combinaison la plus appropriée d'inhibiteurs de protéase.

Inhibiteurs de protéase en pratique clinique
Les inhibiteurs de la protéase ont été testés dans des essais précliniques et cliniques.
Il a été démontré que les suppresseurs de la convertase subtilisine-kexine de type 9 diminuent le niveau de lipoprotéines de basse densité et ont été approuvés pour le traitement des patients atteints d'hyperlipidémie sévère.
Les suppresseurs de dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) abaissent efficacement les niveaux de glucose et sont utilisés pour traiter les patients atteints de diabète de type 2.
Il a été démontré que la linagliptine, un inhibiteur de la DPP-4, supprime le développement de la rétinopathie diabétique dans un modèle expérimental.
Un inhibiteur recombinant de la sérine protéase (rBmTI-A) a été évalué dans un modèle murin d'inflammation pulmonaire allergique.

L'activité protéolytique, les réponses polymorphonucléaires et éosinophiles et la production de cytokines pro-inflammatoires ont été diminuées par le traitement avec rBmTI-A dans les poumons de souris Balb/c, suggérant une application potentielle de cet inhibiteur de protéase pour le traitement de l'asthme.
En outre, les effets de l'inhibiteur de protéase MG-132 sur les lésions pulmonaires induites par la septicémie ont été étudiés à l'aide d'un modèle de rat Sprague Dawley.
Les auteurs ont découvert que le MG-132 protège contre les lésions pulmonaires aiguës en inhibant la voie mTOR/4EBP1/EIF4E.
En outre, les effets de l'inhibiteur sécrétoire de la protéase leucocytaire (SLPI) sur le carcinome épidermoïde (SCC) ont récemment été évalués.
L'étude a montré que le SLPI supprimait les phénotypes médiés par le virus du papillome humain dans les cellules SCC via une voie de signalisation NF-κB régulée positivement. Les inhibiteurs de la cystéine protéase cathepsine K augmentent la densité minérale osseuse chez les personnes atteintes d'ostéoporose postménopausique.
Il a été démontré que l'odanacatib, un suppresseur de la cathepsine K, diminue la résorption osseuse chez les hommes et les femmes atteints d'ostéoporose.