Η καρβοξυπεπτιδάση είναι μια πρωτεΐνη που εμπλέκεται στην πέψη των πρωτεϊνών από τα τρόφιμα. Υπάρχουν πολλές καρβοξυπεπτιδάσες που βρίσκονται στο σώμα, με διαφορετικούς ρόλους και προτιμήσεις για τα υποστρώματα. Έχουν πολλούς άλλους ρόλους στον κυτταρικό μεταβολισμό, συμπεριλαμβανομένης της ωρίμανσης των ορμονών.
Πρώτον, για να ορίσουμε μια καρβοξυπεπτιδάση, είναι απαραίτητο να ορίσουμε μια πρωτεΐνη. Αυτά τα είδη μορίων αποτελούνται από μεγάλες αλυσίδες αμινοξέων, με κάθε ζεύγος αμινοξέων να συγκρατούνται μεταξύ τους με έναν πεπτιδικό δεσμό. Η σειρά των αμινοξέων ποικίλλει σε διαφορετικές πρωτεΐνες.
Κάθε αμινοξύ έχει μια Ν-τελική ομάδα στην αρχή και μια Ο-τερματική ομάδα στο τέλος. Οι πεπτιδικοί δεσμοί που συνδέουν τα αμινοξέα ενώνουν την C-τερματική ομάδα ενός αμινοξέος με τη Ν-τελική ομάδα του επόμενου. Τα ένζυμα που ονομάζονται πρωτεάσες διασπούν πεπτιδικούς δεσμούς προσθέτοντας ένα μόριο νερού στον δεσμό, προκαλώντας ένα σπάσιμο στην αλυσίδα των αμινοξέων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγάλα θραύσματα πρωτεϊνών γνωστά ως πολυπεπτίδια ή μικρότερα θραύσματα γνωστά ως πεπτίδια.
Υπάρχουν πρωτεάσες που διασπώνται στη μέση της αλυσίδας γνωστές ως ενδοπεπτιδάσες. Αφήνουν μεγάλα θραύσματα πρωτεΐνης που αφομοιώνονται από εξωπεπτιδάσες. Ένα παράδειγμα εξωπεπτιδάσης είναι μια καρβοξυπεπτιδάση που διασπά το τελικό αμινοξύ από την Ο-τερματική, ή καρβοξυ ομάδα, του πεπτιδίου ή του πολυπεπτιδίου. Πολλαπλές καρβοξυπεπτιδάσες μπορούν να δράσουν από κοινού για να αποικοδομήσουν πλήρως μια πρωτεΐνη ή ένα πολυπεπτίδιο.
Οι πρώτες καρβοξυπεπτιδάσες που μελετήθηκαν ήταν αυτές που εμπλέκονταν στην πέψη των πρωτεϊνών από τα τρόφιμα. Αυτές οι πρωτεΐνες πρέπει να διασπαστούν σε αμινοξέα ή πολύ μικρά πεπτίδια, έτσι ώστε το σώμα να τις χρησιμοποιήσει για να κατασκευάσει τις πρωτεΐνες που χρειάζεται για ανάπτυξη και μεταβολισμό. Η καρβοξυπεπτιδάση Α και Β συντίθενται στο πάγκρεας ως ανενεργές, μεγαλύτερες μορφές, στη συνέχεια μεταφέρονται στο λεπτό έντερο και ενεργοποιούνται με τη διάσπαση μιας άλλης πρωτεάσης. Αυτό τους εμποδίζει να βλάψουν τον ιστό στον οποίο παράγονται.
Αυτά τα δύο ένζυμα διαφέρουν στις δομές που θα διασπαστούν. Το καθένα προτιμά διαφορετικά αμινοξέα στην Ο-τελική ομάδα του πεπτιδίου. Τα τελικά προϊόντα των ενζύμων είναι ελεύθερα αμινοξέα και μικρά πεπτίδια δύο ή τριών αμινοξέων. Αυτά τα προϊόντα απορροφώνται από τα επιθηλιακά κύτταρα του λεπτού εντέρου.
Μια άλλη καρβοξυπεπτιδάση μεγάλης σημασίας στη φυσιολογία των θηλαστικών είναι η καρβοξυπεπτιδάση Ε, επίσης γνωστή ως καρβοξυπεπτιδάση Η. Αυτό το ένζυμο ενεργοποιεί πεπτιδικές ορμόνες, όπως η ινσουλίνη και οι νευροδιαβιβαστές, που είναι πεπτίδια. Το κάνει αυτό αποκόπτοντας τα C-τερματικά αμινοξέα που είναι βασικά. Άλλες καρβοξυπεπτιδάσες έχουν λειτουργίες που κυμαίνονται από επούλωση πληγών έως πήξη αίματος.
Οι καρβοξυπεπτιδάσες μπορούν να έχουν ιατρικές χρήσεις. Η τοξική ένωση μεθοτρεξάτη χρησιμοποιείται μερικές φορές για τη θεραπεία ατόμων με καρκίνο. Όταν οι άνθρωποι υποφέρουν από τοξικές επιδράσεις από τη νόσο, όπως νεφρική ανεπάρκεια, η καρβοξυπεπτιδάση G2 χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της τοξικότητας. Υποβαθμίζει τη μεθοτρεξάτη σε ανενεργή μορφή.