Протеолитические системы: характерные свойства
Протеолиз необратим в отличие от большинства других посттрансляционных изменений. Это означает, что регуляция протеаз ограничена контролем их активности и наличием субстрата, поскольку единственный известный способ "починки" разрезанных белков это их замена. Учитывая это свойство протеолиза не кажется удивительным обнаружение ключевой роли этих энзимов в таких необратимых процессах как развитие, клеточеый цикл, и наиболее необратимого из всех, клеточной смерти.
Большинство протеаз синтезируется как предшественники, которые если вообще обладают, то очень слабой каталитической активностью. Эти предшественники обычно превращаются в активные энзимы в процессе протеолитической обработки. Она выполняется при посредстве или другой протеазы, или за счет автокатализа, запускаемого присоединением кофакторов или за счет удаления ингибиторов. Следовательно, заранее может быть накоплено большое количество предшественников и они могут быть активированы при поступлении какого-то сигнала.
Протеазы могут регулировать собственную активацию. Это достигается за счет осуществления положительных и отрицательных обратных связей, примером которых является каскад усиления . В этом случае, активная протеаза может прямо или опосредованно активировать собственного предшественника, что приводит к экспоненциальной скорости активации и обеспечивает быстрое выполнение протеазой своей цели.
Там, где протеазы, там и ингибиторы. Ингибиторы могут задать порог, который регулирует концентрацию активной протеазы в клетке. Такие пороги предотвращают возможные последствия спонтанной активации, что является нежелательным событием, если активный энзим может убить клетку.
Протеолитические реакции могут быть специфическими. Специфичность протеаз часто определяется в комбинации первичными, вторичными или третичными структурами белковых субстратов. Протеолиз, который составляет основу наиболее существенных биологических процессов (например клеточный цикл или смерть клетки) очень специфичен, включает ограниченный набор субстратов.
