Proteases: Structure and Function

پروتئولیز یک اصلاح غیر قابل برگشت پس از ترجمه است که بر هر پروتئین از بیوسنتز تا تجزیه آن تأثیر می گذارد. پروتئولیز محدود، هدف گیری و فعالیت را در طول عمر پروتئین ها تنظیم می کند. بنابراین متعادل کردن پروتئولیز برای هموستاز فیزیولوژیکی بسیار مهم است. مکانیسم‌های کنترل شامل بلوغ پروتئولیتیک زیموژن‌ها می‌شود که منجر به پروتئازهای فعال و متوقف کردن پروتئولیز با مقابله با مهارکننده‌های پروتئاز درون‌زا می‌شود. فراتر از سطح پروتئین، آنزیم های پروتئولیتیک در تصمیم گیری های کلیدی در طول رشد که تعیین کننده حیات و مرگ هستند - از تک سلولی گرفته تا افراد بالغ نقش دارند. به طور خاص، ما از نقش ظریفی که پروتئازها در رویدادهای سیگنال دهی در شبکه های پروتئولیز ایفا می کنند آگاه می شویم، که در آن آنزیم ها به صورت هم افزایی عمل می کنند و اتحادهایی را به شکل شبکه ای تشکیل می دهند. پروتئازها طعم های مختلفی دارند. حداقل پنج خانواده از آنزیم‌های متمایز مکانیکی و حتی تعداد بیشتری از خانواده‌های بازدارنده تا به امروز شناخته شده‌اند، بسیاری از اعضای خانواده هنوز باید با جزئیات مورد مطالعه قرار گیرند. ما چیزهای زیادی در مورد تنوع حدود 600 پروتئاز در ژنوم انسان آموخته ایم و شروع به درک نقش فیزیولوژیکی آنها در تجزیه کردیم. با این حال، هنوز سوالات باز زیادی در مورد اقدامات آنها در پاتوفیزیولوژی وجود دارد. در این منطقه است که توسعه مهارکننده های مولکول کوچک به عنوان عوامل درمانی بسیار امیدوار کننده است. نزدیک شدن به پروتئولیز به عنوان مهم ترین اصلاح غیر قابل برگشت پروتئین پس از ترجمه اساساً نیازمند تلاش یکپارچه رشته های تحقیقاتی مکمل است. در واقع، آنزیم های پروتئولیتیک به اندازه دانشمندانی که با این پروتئین های جذاب کار می کنند متنوع به نظر می رسند. این کتاب منعکس کننده تلاش های بسیاری در این زمینه تحقیقاتی هیجان انگیز است که در آن تشکیل تیم و شبکه برای پیشرفت ضروری است.

Proteolysis is an irreversible posttranslational modification affecting each and every protein from its biosynthesis to its degradation. Limited proteolysis regulates targeting and activity throughout the lifetime of proteins. Balancing proteolysis is therefore crucial for physiological homeostasis. Control mechanisms include proteolytic maturation of zymogens resulting in active proteases and the shut down of proteolysis by counteracting endogenous protease inhibitors. Beyond the protein level, proteolytic enzymes are involved in key decisions during development that determine life and death – from single cells to adult individuals. In particular, we are becoming aware of the subtle role that proteases play in signaling events within proteolysis networks, in which the enzymes act synergistically and form alliances in a web-like fashion. Proteases come in different flavors. At least five families of mechanistically distinct enzymes and even more inhibitor families are known to date, many family members are still to be studied in detail. We have learned a lot about the diversity of the about 600 proteases in the human genome and begin to understand their physiological roles in the degradome. However, there are still many open questions regarding their actions in pathophysiology. It is in this area where the development of small molecule inhibitors as therapeutic agents is extremely promising. Approaching proteolysis as the most important, irreversible post-translational protein modification essentially requires an integrated effort of complementary research disciplines. In fact, proteolytic enzymes seem as diverse as the scientists working with these intriguing proteins. This book reflects the efforts of many in this exciting field of research where team and network formations are essential to move ahead.