Protease

Een protease is een enzym dat andere eiwitten in stukken knipt. Een enzym is een eiwit dat een chemische reactie op gang brengt zonder er zelf bij op te raken. Een protease werkt dus als een moleculaire schaar, en kan dat steeds opnieuw doen.

Hoe werkt het?

Een eiwit is een keten van bouwstenen, de aminozuren. De verbinding tussen twee bouwstenen is erg sterk. Zonder hulp blijft zo'n verbinding in water honderden jaren intact. Een protease heeft een kleine holte waarin het eiwit past dat het moet knippen, en in die holte staan onderdelen die de verbinding losmaken. Zo gaat het knippen in een fractie van een seconde.

Proteasen zijn selectief. De meeste knippen alleen op een bepaalde plek in een bepaald eiwit, zoals een schaar die alleen een bepaald soort draad door kan snijden.

Waarom het ertoe doet

Proteasen doen in het lichaam veel werk. In de darmen knippen ze voedseleiwitten in stukjes die het lichaam kan opnemen. In cellen zetten ze eiwitten aan of uit door er een stukje af te knippen, en ze ruimen eiwitten op die niet meer nodig zijn. Ook bij virussen spelen proteasen een rol: sommige virussen hebben er zelf een nodig om zich te vermenigvuldigen. Medicijnen die zo'n protease remmen, bestaan dan ook al.

Onderzoekers willen proteasen ook zelf kunnen ontwerpen, voor een eiwit dat ze kiezen. Zo ontwierp het lab van Nobelprijswinnaar David Baker met AI enzymen die andere eiwitten op een vooraf gekozen plek doorknippen (link). In de reageerbuis knipten ze onder meer het eiwit dat klontert bij alzheimer, en een deel werkte ook in levende menselijke cellen. Een schaar kan veel doelwitten achter elkaar knippen en dat is een mogelijk voordeel boven een antistof. Het is nu onderzoek; voor een medicijn zijn nog veel stappen nodig.