Karboksipeptidaasi on proteiini, joka osallistuu elintarvikkeiden proteiinien hajotukseen. Kehosta löytyy useita karboksipeptidaaseja, joilla on erilaiset roolit ja mieltymykset substraateille. Niillä on lukuisia muita rooleja solujen aineenvaihdunnassa, mukaan lukien hormonien kypsyminen.
Ensinnäkin karboksipeptidaasin määrittelemiseksi on tarpeen määrittää proteiini. Tällaiset molekyylit koostuvat pitkistä aminohappoketjuista, ja kutakin aminohappoparia pitää yhdessä peptidisidos. Aminohappojen järjestys vaihtelee eri proteiineissa.
Jokaisella aminohapolla on N-terminaalinen ryhmä alussa ja C-terminaalinen ryhmä lopussa. Aminohappoja yhdistävät peptidisidokset liittyvät yhden aminohapon C-terminaaliseen ryhmään seuraavan N-terminaaliseen ryhmään. Entsyymit, joita kutsutaan proteaaseiksi, katkaisevat peptidisidoksia lisäämällä sidokseen vesimolekyylin aiheuttaen katkoksen aminohappoketjussa. Tästä seuraa suuria proteiinifragmentteja, jotka tunnetaan polypeptideinä, tai lyhyempiä fragmentteja, jotka tunnetaan peptideinä.
On proteaaseja, jotka katkeavat ketjun keskelle ja jotka tunnetaan endopeptidaaseina. Ne jättävät suuria proteiinifragmentteja, jotka pilkotaan eksopeptidaaseilla. Esimerkki eksopeptidaasista on karboksipeptidaasi, joka katkaisee lopullisen aminohapon peptidin tai polypeptidin C-terminaalista tai karboksiryhmästä. Useat karboksipeptidaasit voivat toimia yhdessä hajottaakseen proteiinin tai polypeptidin kokonaan.
Ensimmäisiä tutkittavia karboksipeptidaaseja olivat ne, jotka osallistuivat proteiinien hajotukseen ruoasta. Nämä proteiinit on hajotettava aminohapoiksi tai hyvin pieniksi peptideiksi, joten keho voi käyttää niitä rakentaakseen kasvulle ja aineenvaihdunnalle tarvitsemansa proteiinit. Karboksipeptidaasi A ja B syntetisoidaan haimassa inaktiivisina, suurempina muotoina, sitten ne kuljetetaan ohutsuoleen ja aktivoidaan toisen proteaasin katkaisemalla. Tämä estää niitä vahingoittamasta kudosta, jossa ne on tuotettu.
Nämä kaksi entsyymiä eroavat toisistaan rakenteissa, joita ne pilkkovat. Kukin suosii erilaisia aminohappoja peptidin C-terminaalisessa ryhmässä. Entsyymien lopputuotteet ovat vapaita aminohappoja ja pieniä kahden tai kolmen aminohapon peptidejä. Nämä tuotteet imeytyvät ohutsuolen epiteelisoluihin.
Toinen karboksipeptidaasi, jolla on suuri merkitys nisäkkäiden fysiologiassa, on karboksipeptidaasi E, joka tunnetaan myös nimellä karboksipeptidaasi H. Tämä entsyymi aktivoi peptidihormoneja, kuten insuliinia ja välittäjäaineita, jotka ovat peptidejä. Se tekee tämän katkaisemalla pois emäksiset C-terminaaliset aminohapot. Muilla karboksipeptidaaseilla on toimintoja, jotka vaihtelevat haavan paranemisesta veren hyytymiseen.
Karboksipeptidaaseilla voi olla lääketieteellistä käyttöä. Myrkyllistä yhdistettä metotreksaattia käytetään joskus syöpäpotilaiden hoitoon. Kun ihmiset kärsivät taudista myrkyllisiä vaikutuksia, kuten munuaisten vajaatoimintaa, myrkyllisyyden hoitoon käytetään karboksipeptidaasi G2: ta. Se hajottaa metotreksaatin inaktiiviseen muotoon.