Karboksypeptydaza to białko, które bierze udział w trawieniu białek z żywności. W organizmie znajduje się wiele karboksypeptydaz o różnych rolach i preferencjach co do substratów. Pełnią wiele innych ról w metabolizmie komórkowym, w tym dojrzewanie hormonów.
Po pierwsze, aby zdefiniować karboksypeptydazę, konieczne jest zdefiniowanie białka. Tego rodzaju cząsteczki składają się z długich łańcuchów aminokwasów, przy czym każda para aminokwasów jest połączona wiązaniem peptydowym. Kolejność aminokwasów różni się w różnych białkach.
Każdy aminokwas ma grupę N-końcową na początku i grupę C-końcową na końcu. Wiązania peptydowe łączące aminokwasy łączą grupę C-końcową jednego aminokwasu z grupą N-końcową następnego. Enzymy zwane proteazami rozszczepiają wiązania peptydowe poprzez dodanie do wiązania cząsteczki wody, powodując przerwanie łańcucha aminokwasów. Powoduje to powstanie dużych fragmentów białek znanych jako polipeptydy lub krótszych fragmentów znanych jako peptydy.
Istnieją proteazy, które rozszczepiają się w środku łańcucha, znane jako endopeptydazy. Pozostawiają duże fragmenty białka trawione przez egzopeptydazy. Przykładem egzopeptydazy jest karboksypeptydaza, która odcina końcowy aminokwas od C-końca lub grupy karboksylowej peptydu lub polipeptydu. Wiele karboksypeptydaz może działać wspólnie, całkowicie degradując białko lub polipeptyd.
Pierwszymi zbadanymi karboksypeptydazami były te zaangażowane w trawienie białek z pożywienia. Białka te muszą zostać rozłożone na aminokwasy lub bardzo małe peptydy, aby organizm mógł je wykorzystać do budowy białek potrzebnych do wzrostu i metabolizmu. Karboksypeptydazy A i B są syntetyzowane w trzustce w postaci nieaktywnych, większych form, a następnie transportowane do jelita cienkiego i aktywowane przez rozszczepienie innej proteazy. Zapobiega to uszkodzeniu tkanki, w której są produkowane.
Te dwa enzymy różnią się strukturą, którą będą rozszczepiać. Każdy preferuje inne aminokwasy w C-końcowej grupie peptydu. Produktami końcowymi enzymów są wolne aminokwasy i małe peptydy składające się z dwóch lub trzech aminokwasów. Produkty te są wchłaniane przez komórki nabłonka jelita cienkiego.
Kolejną karboksypeptydazą o dużym znaczeniu w fizjologii ssaków jest karboksypeptydaza E, znana również jako karboksypeptydaza H. Enzym ten aktywuje hormony peptydowe, takie jak insulina i neuroprzekaźniki, które są peptydami. Czyni to poprzez odcinanie aminokwasów C-końcowych, które są zasadowe. Inne karboksypeptydazy mają różne funkcje, od gojenia ran po krzepnięcie krwi.
Karboksypeptydazy mogą mieć zastosowania medyczne. Toksyczny związek metotreksat jest czasami stosowany w leczeniu osób z rakiem. Kiedy ludzie cierpią z powodu toksycznych skutków choroby, takich jak niewydolność nerek, do leczenia toksyczności stosuje się karboksypeptydazę G2. Rozkłada metotreksat do postaci nieaktywnej.