Un aperçu de la protéolyse

Par Sarah Moore, M.Sc.Reviewed by Michael Greenwood, M.Sc.

La protéolyse décrit la décomposition des protéines en unités plus petites, comme les polypeptides ou les acides aminés.

Crédit image : Juan Gaertner/.com

C’est un processus vital chez les humains et les animaux qui sert, généralement, à activer une protéine cellulaire ou à l’éteindre en altérant sa fonctionnalité.

Ce processus aide le corps à maintenir plusieurs fonctions essentielles liées à tout, de la structure cellulaire à la régulation de divers processus corporels, en passant par le transport de substances à travers les membranes autour du corps, pour permettre aux cellules d’accéder à des sources d’énergie et activer le système immunitaire.

En plus de soutenir de nombreuses fonctions corporelles vitales et de réguler la dégradation des protéines, on a découvert que la protéolyse joue un rôle clé dans certaines maladies. Elle s’est également avérée utile dans la chimie de la transformation des aliments, ainsi que dans l’élimination des taches.

Ci-après, le processus de protéolyse est décrit en détail. Ensuite, les fonctions de la protéolyse sont explorées, et enfin, nous plongeons dans la façon dont une activité protéolytique anormale peut conduire à la maladie et à la maladie.

Comment fonctionne la protéolyse

La protéolyse est un système régulé qui initie des changements irréversibles dans la structure d’une protéine, dont la fonction dépend de la protéine et du contexte. Le processus repose sur le clivage de la protéine en polypeptides ou en acides aminés.

Sans le processus actif de protéolyse, l’hydrolyse des liaisons peptidiques peut prendre des centaines d’années. Cependant, le corps a évolué un système efficace de déconstruction des protéines utilisant principalement des enzymes cellulaires appelées protéases comme catalyseurs.

Il y a plusieurs étapes distinctes impliquées dans la protéolyse qui se produisent successivement. La première étape voit les groupes de protéases spécifiques des calpaïnes et des cathepsines décomposer les protéines myofibrillaires en fragments protéiques et polypeptides plus petits.

Lors de l’étape suivante, ces polypeptides et fragments protéiques sont hydrolysés par des di- et tri-peptidylpeptidases, générant des peptides encore plus petits. La dernière étape est celle où les acides aminés libres sont créés comme produits de l’action des aminopeptidases, des dipeptidases et des carboxypeptidases sur les petits peptides.

Fonctions de la protéolyse

Les changements que subissent les protéines au cours de la protéolyse sont irréversibles et ont un impact sur la fonctionnalité de la protéine en modifiant sa structure.

Ces modifications ont un impact sur la signalisation intracellulaire et extracellulaire, ayant pour effet de déclencher certains processus corporels en fonction de la protéine qui a été dégradée. La protéolyse est impliquée dans la digestion, la régulation du cycle cellulaire, l’apoptose (mort cellulaire régulée), et plus encore.

Des études plus récentes ont impliqué le rôle de la protéolyse dans des processus plus complexes, comme l’apprentissage et la mémoire par la gouvernance de la plasticité synaptique.

La fonction principale et primordiale de la protéolyse est de décomposer les molécules de protéines des aliments que nous mangeons en acides aminés plus petits qui peuvent être utilisés par le corps. Ce processus est également nécessaire à la production de protéines actives à partir de chaînes polypeptidiques synthétisées.

La plupart du temps, le rôle de la protéolyse relève de l’une des trois catégories suivantes : la première consiste à réguler un processus physiologique, la seconde à superviser un processus cellulaire, et enfin, le dernier rôle de la protéolyse consiste à décomposer les protéines accumulées ou anormales au sein d’une cellule.

L’étude de la protéolyse est utile pour accroître notre compréhension du fonctionnement de ces processus, et de la façon dont un dysfonctionnement à n’importe quelle étape peut avoir un impact sur l’hôte. La protéolyse est également devenue importante pour les chimistes de l’industrie alimentaire ainsi que pour les chimistes développant des produits détachants.

C’est parce que la décomposition des protéines est clé pour ces deux industries, et la compréhension du processus de décomposition de protéines spécifiques peut conduire au développement de nouveaux produits qui répondent à des critères spécifiques souhaités.

Enfin, la protéolyse s’est établie comme un outil utile pour l’analyse et l’étude des protéines en laboratoire, contribuant à accroître nos connaissances sur la fonction biologique de protéines spécifiques, ouvrant les portes à de nouvelles applications dans diverses industries.

Maladie et protéolyse

La dérégulation de la protéolyse a une influence sur le déclenchement de certaines maladies. C’est aussi une technique utilisée par certains venins.

Les maladies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson, sont liées à l’agrégation des protéines, où les protéines mal repliées s’accumulent et s’agglutinent soit en intra- ou extracellulaire. Sans surprise, ce processus est lié à un fonctionnement anormal de la protéolyse.

Aussi, les maladies inflammatoires chroniques sont liées à une protéolyse anormale. Des maladies telles que la polyarthrite rhumatoïde seraient liées à la libération anormale d’enzymes dans l’espace extracellulaire, ayant pour impact de décomposer le tissu entourant le lysosome.

La recherche a montré que plusieurs autres maladies sont également associées à une activité protéolytique anormale, comme la pancréatite, qui est liée à la libération prématurée de protéases dans le pancréas, et le diabète sucré, qui est soupçonné d’être en partie lié à une dégradation anormalement élevée de certaines protéines.

Sommaire

La protéolyse est la décomposition des protéines en polypeptides ou acides aminés plus petits. La recherche a montré que ce processus est essentiel à de nombreuses fonctions vitales du corps humain, ce qui a rendu l’étude de ce processus incroyablement significative.

En outre, la protéolyse a été impliquée dans diverses maladies, ce qui rend la base de connaissances croissante entourant le fonctionnement de la protéolyse essentielle aux développements futurs du diagnostic et du traitement.

Lectures complémentaires

• Tout le contenu de l’analyse des protéines
• Prédiction de la fonction des protéines à partir des séquences d’ADN
• Prédiction de la fonction des protéines basée sur la structure
• Disposition des ribosomes : Applications dans la recherche
• Approches basées sur l’informatique pour la prédiction de la fonction des protéines

Écrit par

Sarah Moore

Après avoir étudié la psychologie puis les neurosciences, Sarah a rapidement trouvé son plaisir à faire des recherches et à rédiger des documents de recherche ; se transformant en une passion pour relier les idées aux gens par l’écriture.

Citations

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