Protéase
Une protéase (ou peptidase) est une enzyme qui catalyse l'hydrolyse des liaisons peptidiques entre deux acides aminés. Ces enzymes jouent un rôle central dans la digestion, la régulation des voies de signalisation, l'apoptose, le remodelage tissulaire et le turnover des peptides bioactifs — autant de dimensions critiques pour comprendre la pharmacocinétique et la stabilité métabolique des peptides de recherche.
La classification MEROPS distingue sept grandes classes selon le résidu catalytique : sérine protéases (trypsine, chymotrypsine, élastase, thrombine), cystéine protéases (papaïne, caspases, cathepsines B/L), aspartyl protéases (pepsine, rénine, BACE-1), métalloprotéases (MMP, ACE, néprilysine, DPP-4 dans certaines acceptions), thréonine protéases (protéasome), glutamique et asparagine protéases.
Deux sous-catégories fonctionnelles complètent ce tableau : les endopeptidases clivent au milieu de la chaîne, les exopeptidases retirent des résidus aux extrémités (aminopeptidases côté N-terminal, carboxypeptidases côté C-terminal).
Pour les peptides de recherche du catalogue, la protéase la plus redoutée est la DPP-4 (dipeptidyl peptidase 4) : elle coupe les dipeptides N-terminaux de nombreux peptides régulateurs (GLP-1 natif clivé en moins de 2 minutes, GIP, substance P, NPY). Les analogues résistants à la DPP-4 (semaglutide, liraglutide, tirzepatide, retatrutide) ont été conçus par substitution d'acides aminés ou modifications chimiques pour bloquer cette coupure. La néprilysine (endopeptidase neutre) dégrade également natriurétiques, enképhalines, amyline. Les MMP remodèlent les matrices extracellulaires.
Comprendre quelle protéase cible quel peptide permet de choisir le bon inhibiteur, de modéliser la demi-vie in vitro, d'interpréter les résultats d'incubation sérique et d'anticiper la stabilité métabolique attendue. C'est un prérequis pour tout protocole de recherche rigoureux sur les peptides, qu'ils soient natifs ou analogues modifiés.
Les protéases (ou peptidases) sont la plus grande famille d'enzymes catalogée : la base MEROPS recense plus de 3500 entrées classées en 9 catalytic-types selon le mécanisme (sérine S, cystéine C, aspartyl A, glutamyl G, thréonine T, métalloprotéase M, asparagine N, mixte P, inconnu U). Leurs rôles biologiques sont universels : digestion (pepsine, trypsine, chymotrypsine), coagulation (thrombine, facteurs Xa/IXa), activation hormonale (rénine, angiotensine-converting enzyme ACE), apoptose (caspases), signalisation cellulaire (proprotéine convertase PC1/PC3), dégradation protéasomale (complexe 26S), remodelage matriciel (MMPs).
En recherche peptidique, deux aspects dominent : la susceptibilité du peptide de recherche aux protéases physiologiques (qui détermine sa demi-vie in vivo) et les stratégies de stabilisation (substitutions par acides aminés D, Aib, α-méthylation, liaison amide modifiée, N-méthylation, cyclisation, acylation C20, liaison albumine). La DPP-4 (dipeptidyl peptidase 4) est la protéase sérique la plus documentée en pharmacologie peptidique : elle clive les dipeptides N-terminaux Xaa-Pro et Xaa-Ala, dégradant rapidement GLP-1, GIP, GHRH natifs. Les peptides recherche modernes (tirzepatide, sémaglutide, CJC-1295) portent des substitutions Aib ou D-Ala en position 2 pour bloquer cette dégradation.