Proteāze ir ļoti lielas enzīmu grupas loceklis, kam organismā ir dažādas funkcijas. Primārais ir gremošanas enzīms olbaltumvielu pārstrādei. Bez proteāzes organisms nespētu sagremot pārtikā esošās olbaltumvielas. Cita veida proteāzes ir iesaistītas šūnu notikumu, piemēram, asins recēšanas, regulēšanā. Tos sauc arī par proteolītiskajiem enzīmiem vai proteināzēm.
Olbaltumvielas ir garas aminoskābju ķēdes, kuras satur peptīdu saites. Mazie proteīnu fragmenti ir pazīstami kā peptīdi, un lielāki fragmenti tiek saukti par polipeptīdiem. Fermentus, kas noārda peptīdus, sauc par peptidāzēm.
Proteāzes ir proteīnu veidi, kas paātrina citu noārdīšanos. Viņi atšķiras pēc veida, kādā viņi veic šo darbību. Eksopeptidāzes atdala terminālās aminoskābes un iznīcina olbaltumvielas. Tie sadala peptīdu saites, lai atbrīvotu aminoskābes. Turpretim endopeptidāzes darbojas olbaltumvielās, kā arī sašķeļ peptīdu saites, savu darbību rezultātā ražojot polipeptīdus.
Ir vairākas proteāžu klases, atkarībā no aminoskābes veida reakcijas vietā un jebkuras papildu molekulas, kas nepieciešama darbībai. Piemēram, daudzām olbaltumvielām, lai tās būtu aktīvas, ir nepieciešams metāla atoms. Tās ir pazīstamas kā metaloproteināzes. Citu proteāžu aktīvajā vietā ir aminoskābe, kas pazīstama kā serīns, un tās ir zināmas kā serīna proteāzes.
Sākotnējie proteāžu pētījumi cilvēka fizioloģijā tika veikti, lai noskaidrotu to lomu gremošanas procesā kuņģa-zarnu traktā. Fermentatīvās gremošanas mērķis ir sadalīt lielākas molekulas mazākās. Vairākas proteāzes darbojas kopā ar peptidāzēm, lai noārdītu olbaltumvielas pārtikā līdz maziem peptīdiem un aminoskābēm. Šādas mazas molekulas var absorbēt zarnu šūnās un izmantot kā degvielu vai jaunu olbaltumvielu molekulu veidošanai.
Visām šīm gremošanas proteāzēm ir kopīgs tas, ka tās tiek sintezētas kā lielākas, neaktīvas formas, lai novērstu to saturošos audus no enzīmu bojājumiem. Šādi prekursori ir pazīstami kā zimogēni. Vēl viena viņiem kopīga iezīme ir tā, ka tās visas ir endopeptidāzes, lai gan tās atšķiras atkarībā no tā, kuru olbaltumvielu daļu tās sadalīs. Šī substrāta specifika ir balstīta uz specifisku aminoskābju atrašanās vietu mērķa proteīnos.
Kuņģī ir gremošanas proteāzes pepsīns, ko stimulē kuņģa sālsskābe. Pepsīns sadala olbaltumvielas polipeptīdos, kas nonāk zarnās. Šajā vietā papildu gremošanas proteāzes tripsīns un himotripsīns tos sadala vēl mazākos gabalos. Visi šie fermenti ir serīna proteāzes.
Cita veida proteāzes darbojas, lai regulētu citu proteīnu aktivitāti. Atdalot noteiktu vietu proteīnam, viņi var tos ieslēgt vai izslēgt. Tas var būt daļa no mehānisma, kas signalizē par fizioloģiskajām izmaiņām. Vēl viena proteāžu funkcija ir palīdzēt pārstrādāt olbaltumvielas, kas tiek ražotas lielākās formās, piemēram, amiloīda prekursoru proteīns. Citas proteāzes noārda proteīnus, kas vairs nav nepieciešami šūnu funkcijai.