Кіріспе

Вирустық инфекцияларды емдеуге қолданылатын дәрілер. Биология және биохимия салаларында протеаза ингибиторлары немесе антипротеазалар – протеазалардың (ақуыздардың ыдырауына көмектесетін ферменттер) қызметін тежейтін молекулалар. Көптеген табиғи протеаза ингибиторлары ақуыздар болып табылады. Медицинада протеаза ингибиторлары көбінесе альфа-1 антитрипсинмен (А1АТ, осы себепті PI деп қысқартылады) синоним ретінде қолданылады. Шындығында, A1AT – протеаза ингибиторы, ең көп аурулармен байланысты, атап айтқанда альфа-1 антитрипсин тапшылығымен.

Жіктеу

Протеаза ингибиторларын олар тежейтін протеаза түріне немесе олардың әрекет ету механизміне қарай жіктеуге болады. 2004 жылы Роулингс және әріптестері протеаза ингибиторларының аминқышқылдары тізбегі деңгейінде анықталатын ұқсастықтарына негізделген жіктеме ұсынды. Бұл жіктеу бастапқыда 48 отбасыны анықтады, олар құрылымы бойынша 26 туысқан суперотбасыға (немесе кландарға) топтастырылуы мүмкін. MEROPS дерекқорына сәйкес, қазір ингибиторлардың 81 отбасы бар. Бұл отбасылар I әрпімен, содан кейін нөмірмен аталады, мысалы, I14 хирудинге ұқсас ингибиторларды қамтиды.

Ингибитор I4

Бұл серпиндер деп аталатын протеазаның өзін-өзі тежеушілерінің тобы. Олардың құрамында көптеген цистеин және серин протеазаларының тежеушілері бар. Олардың әрекет ету механизмі, олардың нысанасының каталитикалық триадасын істен шығаратын үлкен конформациялық өзгеріске ұшырауына негізделген.

Ингибитор I9

Протеиназа пропептидтерінің ингибиторлары (кейде активациялық пептидтер деп те аталады) пептидазаның проферменті немесе зимогеннің бүктелуін және активтілігін реттеуге жауапты. Про-сегмент ферментке бекініп, субстрат байланыс орнын қорғайды, соның салдарынан ферменттің тежелуін күшейтеді. Мұндай бірнеше пропептидтер көбінесе аминоқышқыл тізбектерінің ұқсас болмауына қарамастан, ұқсас топологияға ие. Пропептид аймағында екі альфа спиралі және төрт бета тізбегі бар, олар (бета/альфа/бета)x2 топологиясымен ашық сэндвич антипараллель альфа/антипараллель бета бүктелісін құрайды. I9 пептидаза ингибиторлары тұқымдасы MEROPS S8A тұқымдасына жататын пептидазалардың N-терминалында пропептид доменін қамтиды, олар субтилизиндер болып табылады. Пропептид протеолиздік кесу арқылы алынады, оның нәтижесінде фермент белсендіріледі.

Ингибитор I10

Бұл топқа микровиридиндер мен мариностатиндер кіреді. Екі жағдайда да, толық ұзындығындағы препептидтің пост-трансляциялық модификацияларынан кейін белсенді тежегішке айналатыны C-терминал болуы ықтимал. Молекуланың тежегіш конформациясын қалыптастыратын және оны циклдәуге себеп болатын – 12 маңызды қалдық аймағындағы эфирлік байланыстар.

Ингибитор I24

Бұл тұқымшалыққа эндопептидаза La-ны тежеуші PinA кіреді. Ол La гомотетрамерімен байланысады, бірақ La-ның АТФ байланысу орнына немесе активті орнына кедерес келтірмейді.

Ингибитор I29

MEROPS пептидаза ингибиторларының I29 отбасысына жататын I29 ингибитор домені, MEROPS пептидазаларының C1A қосалқы отбасысына жататын пептидазалардың әртүрлі прекурсорларының N-ұшында табылады; оларға катепсин L, папаин және прокарикаин жатады. Ол субстрат байланыс орнынан өтетін және оған кіруге кедерес жасайтын альфа-спиральді доменді құрайды. Бұл аймақты протеолитикалық кесу арқылы жою ферменттің белсендірілуіне алып келеді. Бұл домен сондай-ақ саларин сияқты әртүрлі цистеин пептидаза ингибиторларында бір немесе бірнеше данада кездеседі.

Ингибитор I34

I34 сахаропепсин ингибиторы сахаропепсин аспартик пептидазасына өте жоғары ерекшелік танытады. Сахаропепсин болмағанда, ол көбінесе құрылымсыз болады, бірақ сахаропепсиннің қатысуымен ингибитор конформациялық өзгеріске ұшырап, пептидазаның белсенді орығындағы Asn2-ден Met32-ге дейін дерлік толық альфа спираль құрайды.

Ингибитор I36

Пептидаза ингибиторларының I36 домені тек Streptomyces түрлеріне ғана тән ақуыздардың шағын санында кездеседі. Олардың барлығында екі дисульфидтік байланыс құрайтын төрт консервацияланған цистеин бар. Streptomyces nigrescens-тен алынған осы ақуыздардың бірі – жақсы сипатталған металлопротеиназа ингибиторы SMPI. SMPI-дің құрылымы анықталды. Онда екі дисульфидтік көпірмен 102 аминқышқыл қалдығы бар және ол MEROPS пептидазалар отбасысы M4-ке жататын термолизин сияқты металлопротеиназаларды тежеп тұрады. SMPI екі бета-жапырақтан тұрады, олардың әрқайсысы төрт антипараллель бета-жіпшені құрайды. Құрылымын екі грек кілті мотиві ретінде қарастыруға болады, олардың ішкі симметриясы екі еселенген, грек кілті бета-цилиндрі. SMPI-де кездесетін бірегей құрылымдық ерекшелік – екінші грек кілті мотивінің бірінші және екінші жіпшелері арасындағы кеңейтім, ол SMPI-нің тежегіш белсенділігіне қатысты. Тізбектердің ұқсастығы болмағандықтан, SMPI құрылымы көз линзасы кристаллиндерінің екі доменіне, кальций сенсорлық белок S-нің екі доменіне, сондай-ақ бір доменді ашытқы өлтіруші токсиніне айқын ұқсастық көрсетеді. Ашытқы өлтіруші токсинінің құрылымы екі доменді бета-гамма кристаллиндік ақуыздардың алғы құрылымы деп есептелді, себебі оның құрылымы бета-гамма кристаллиндерінің әр доменіне ұқсас. Осылайша, SMPI бета-гамма кристаллиндік суперотбасының екі доменді ақуыздары дамыған деп саналатын ататек құрылымына сәйкес келетін бір доменді ақуыз құрылымының тағы бір мысалын ұсынады.

Ингибитор I42

Ингибиторлар I42 туысына папаин сияқты цистеин протеазаларының қайтымды ингибиторы шагазин кіреді. Шагазин бета-цилиндрлік құрылымға ие, бұл иммуноглобулин бүктелісінің ерекше түрі және адам CD8alpha-ға гомологиялы.

Ингибитор I48

Ингибиторлар I48 туысына цистеин протеиназаларын байланыстырып, олардың қызметін тежейтін клитоципин кіреді. Ол басқа белгілі цистеин протеиназаларының ингибиторларынан ешқандай ұқсастық та таппайды, бірақ саңырауқұлақтардан табылған лектин сияқты белоктар отбасымен кейбір ұқсастықтары бар.

Ингибитор I53

Бұл отбасының мүшелері пептидаза тежегіштері маданин ақуыздары. Бұл ақуыздар қоңыржайдың сілекейінен бөліп алынды.

Ингибитор I67

I67 ингибиторлар тобына жататын VI бромелин ингибиторы – 11 қалдықтан және 41 қалдықтан тұратын екі тізбекті ингибитор.

Ингибитор I68

Карбоксипептидазаның I68 ингибиторлары туысы – кенелердің карбоксипептидазаларын тежеушілердің бір туысы.

Ингибитор I78

Пептидаза ингибиторларының I78 отбасы Aspergillus эластаза ингибиторын қамтиды.