Protoliticki enzimi

Spadaju u grupu hidrolitičkih enzima, jer katalizuju hidrolizu peptidne veze u proteinu ili peptidu.Ova grupa ima značajnu ulogu u procesima digestije. Proteoliticke enzime sadrze i neke ćelijske organele (lizozomi). Kombinovanjem ovih enzima dolazi do potpune hirolize proteina do slobodnih aminokiselina, koje putem cirkulacije dospevaju u ćelije i služe za sintezu specifičnih intracelularnih proteina sisara, jer ćelije sisara nisu u stanju da sintetišu sve neophodne aminokiseline.

Prema mestu delovanja u proteinu, proteolitički enzimi se dele na peptidaze (egzopeptidaze) i proteinaze (endopeptidaze).

Peptidaze

Ispoljavaju aktivnost na krajevima molekula proteina, pri tom hidrolizujući peptidnu vezu terminalnih aminokiselina, pri čemu se kao proizvod dobijaju isključivo slobodne aminokiseline. Hidroliza terminalnih aminokiselina se vrši sekvencijalo, tj hidrolizuje se aminokiselina po aminokiselina iz polipeptida. Peptidaze se u odnosu na mesto delovanja dele na aminopetdaze i karboksipeptidaze.

Aminopeptidaze su enzimi koji zahtevaju prisustvo slobodne amino grupe na NH2 kraju polipeptidnog lanca i obiično deluju na proteine i peptide. Tako je u životinjskim tkivima pronadjen enzim aminopeptidaza koja specifično hidrolizuje tripeptide kao što su L-alanil-glicil-glicin, dajući kao produkt L-alanin i L-glicil-glicin.

Karboksipetidaze za hidrolitičko delovanje zahtevju prisustvo slobodne karboksilne grupe na COOH-kraju polipetida i hidrolizuje poslednju peptidnu vezu u polipeptidu. Kao produkt potpune reakcije dobijaju se slobodne aminokiseline. Postoje dve vrste karboksipeptidaze: 

Karbokspeptidaza A za čiju aktivnost je potrebno prisustvo jona cinka (Zn2+), koji je sastavni deo aktivnog centra enzima, a neophodan je za katalizu hidrolize peptidne veze. Ovaj enzim hidrolizuje peptidnu vezu na COOH-kraju polipeptida, bez obzira na vrstu

terminalne aminokiseline, mada je najaktivniji ukoliko je u pitanju aromatična aminokiselina (Phe, Tyr, Trp). Karboksipeptidaza B je specifična za peptidne veze, koje na COOH-kraju polipetida formiraju arginin(Arg), lizin (Lys) ili histidin (Hys).

Proteinaze

Glavni proteolitički enzim želuca je pepsin, koji se sintetiše u mukoznim ćelijama u inaktivnoj formi, u proenzimu označenom kao pepsinogen. Stabilan je u neutralnoj pH, ali se brzo prevodi u pepsin u kiseloj sredini stomačnog soka. (Optimalan pH za delovanje pepsina je 2)Sam pepsin moze aktivirati pepsinogen procesom autokatalize koji podrazumeva oslobadjanje polipeptida od 44 aminokiseline sa NH2-kraja pepsinogena. Ovaj polipeptid deluje kao inhibitor pepsina.

Pepsin hidrolizuje peptidnu vezu izmedju amino grupa aromatičnih aminokiselina, najčešće je to tirozin, i karboksilna grupa susedne aminokiseline. Osim ove, hirolizuje i vezu izmedju amino grupe glutaminske kiseline i karboksilne grupe leucina. Produkti reakcije su oligopeptidi različitih dužina. Prelaskom delimično degradiranih proteina iz želuca u duodenum dolazi do hidrolize tripsinom i himotripsinom.

Tripsin, enzim koji se sintetiše u pankreasu, u vidu neaktivne forme tripsinogena, i kao takav izlučuje su u duodenum, zajedno sa alkalnim sokom pankreasa, kako bi se neutralisala kisela sredina i akivirao tripsin za čiju je optimalnu aktivnost potrebna pH 8. Tripsinogen se u tripsin akivira autokatalitički, delovanjem samog tripsina, takodje, intestinalni enzim enterokinaza može specifičo aktivirati tripsinogen i pevesti ga u tripsin. Tripsinogen je izgradjen od jednog polipeptidnog lanca i proces aktivacije obuhvata hidrolizu jedne peptidne veze, pri čemu se obavlja jedan heksapeptid (Val-/Asp/4-Lys) sa NH2-kraja tripsinogena. Tripsin hidrolizuje peptidnu vezu izmedju karboksilen grupe baznih aminokiselina (Lys, Arg, His) i aminogrupe susedne aminokiseline. 

Himotripsin se sintetiše u pankrasu u inaktivnoj formi, himotripsinogena, koji podrazumeva polipeptidni lanac od 245 aminokiselina, i potpuno je katalitički neaktivan. Aktivacija himotripsinogena je nešto složenija od aktivacije pepsinogena i tripsinogena. 

Himotripsinogen se aktivira u potpuno aktivni enzim π-himotripsin, kad tripsin hidrolizuje peptidnu vezu izmedju arginina na 15-om i izoleucina na 16-om mestu u polipeptidu. Nastajanje α-himotripsina, aktivne, stabilne forme himotripsina je vezano za isecanje dva dipeptida. Prvi je Ser-Arg(14-o i 15-o mesto), a drugi Thr-Asp (147-o i 148-o mesto) u polipeptidnom lancu π-himotripsina. Zahvaljujući disulfidnim vezama (kovalentnim vezama izmedju atoma sumpora dva cisteina), kojih ima pet u molekulu, tri novonastala polipeptida ostaju medjusobno vezana. Ova aktivacija dovodi do promene konformacije himotripsinogena, pri cemu dolazi do formiranja aktivnog centra himotripsina, koji cine Hys, Ser, i Asp. Himotripsim hidrolizuje proteine na mestu peptidne veze u kojoj ucestvuju karboksilna grupa aromaticnih kiselina, pre svega

fenilalanina i tirozina, i amino grupa susedne aminokiseline. Najveću aktivnost ispoljava u hidrolizi peptidne veze koju formiraju karboksilna grupa tirozina i amino grupe glicina.Neaktivni oblici enzima su proenzimi. Ukoliko bi se enzimi sintetisali u aktivnoj formi, došlo bi do hidrolize proteina u ćelijama koje ih sintetišu (ćeije pankreasa i mukozne ćelije želuca). Baš zbog toga se sintetišu proenzimi koji se aktiviraju posle ekskrecije. Pankreas je, na primer, višestruko zaštićen od delovanja tripsina i himotripsina koje sintetiše. Prvo, oba enzime se sintetišu u neaktivnoj formi u acinarnim ćelijama egzokrinog pankreasa. Pored toga, oni se pakuju u specijalne granule, koje su obavijene membranom koja predstavlja barijeru izmedju sadrzaja ćelije i proenzima. Naime, oboljenje, akutni pankreatitis, se karakteriše narušavanjem zaštitnih mehanizama pakreasa, što dovodi do prerane aktivacije proteolitičkih enzima tj njihove aktivacije još u pankreasu, tako da dolazi do proteolize pakreasa.