Ett karboxipeptidas är ett protein som är involverat i nedbrytningen av proteiner från livsmedel. Det finns ett antal karboxipeptidaser som finns i kroppen, med olika roller och preferenser för substrat. De har många andra roller i cellulär metabolism, inklusive mognad av hormoner.
För det första, för att definiera ett karboxipeptidas, är det nödvändigt att definiera ett protein. Dessa typer av molekyler är uppbyggda av långa kedjor av aminosyror, där varje par av aminosyror hålls samman av en peptidbindning. Ordningen på aminosyrorna varierar i olika proteiner.
Varje aminosyra har en N-terminal grupp i början och en C-terminal grupp i slutet. Peptidbindningarna som förbinder aminosyrorna förenar den C-terminala gruppen av en aminosyra till den N-terminala gruppen i nästa. Enzymer som kallas proteaser klyver peptidbindningar genom att lägga till en molekyl vatten till bindningen, vilket orsakar ett brott i kedjan av aminosyror. Detta resulterar i stora fragment av proteiner som kallas polypeptider, eller kortare fragment som kallas peptider.
Det finns proteaser som klyver i mitten av kedjan som kallas endopeptidaser. De lämnar stora proteinfragment som smälts av exopeptidaser. Ett exempel på ett exopeptidas är ett karboxipeptidas som klyver den slutliga aminosyran från C-terminalen, eller karboxigruppen, av peptiden eller polypeptiden. Flera karboxipeptidaser kan verka tillsammans för att totalt bryta ned ett protein eller en polypeptid.
De första karboxipeptidaserna som studerades var de som var involverade i nedbrytningen av proteiner från mat. Dessa proteiner måste brytas ner till aminosyror, eller mycket små peptider, så att kroppen kan använda dem för att konstruera de proteiner den behöver för tillväxt och metabolism. Karboxypeptidas A och B syntetiseras i bukspottkörteln som inaktiva, större former, transporteras sedan till tunntarmen och aktiveras genom klyvning av ett annat proteas. Detta förhindrar dem från att skada vävnaden där de produceras.
Dessa två enzymer skiljer sig åt i strukturerna de kommer att klyva. Var och en föredrar olika aminosyror vid den C-terminala gruppen av peptiden. Slutprodukterna av enzymerna är fria aminosyror och små peptider med två eller tre aminosyror. Dessa produkter absorberas av epitelcellerna i tunntarmen.
Ett annat karboxipeptidas av stor betydelse i däggdjursfysiologi är karboxipeptidas E, även känt som karboxipeptidas H. Detta enzym aktiverar peptidhormoner, såsom insulin och neurotransmittorer, som är peptider. Den gör detta genom att klyva bort C-terminala aminosyror som är basiska. Andra karboxipeptidaser har funktioner som sträcker sig från sårläkning till blodpropp.
Karboxypeptidaser kan ha medicinsk användning. Den giftiga föreningen metotrexat används ibland för att behandla människor med cancer. När människor drabbas av toxiska effekter av sjukdomen, såsom njursvikt, används karboxipeptidas G2 för att behandla toxiciteten. Det bryter ned metotrexatet till en inaktiv form.