Osnovna vloga endosomalno/lizosomalnega sistema je razgradnja beljakovin (Turk in sod., 2012). Poleg nespecifične proteolize v kislem okolju endosomov/lizosomov imajo proteolitični encimi cisteinski katepsini tudi specifične vloge, kot je cepitev kolagena s katepsinom K pri preoblikovanju kosti, procesiranje tiroglobulina pri proizvodnji ščitničnih hormonov. Prav tako so vpleteni v napredovanje tumorjev in v aktivacijo virusov, kot sta SARS-CoV-2 in Ebola. Zaradi njihovih specifičnih fizioloških in patoloških funkcij so cisteinski katepsini pomembne tarče za odkrivanje zdravil.
Naša nedavna analiza proteolitične razgradnje celičnih lizatov s cisteinskimi katepsini K, V, B, L, S in F je razkrila približno 30.000 cepitvenih mest (Tušar in sod., 2023). Analiza je bila izvedena z uporabo programske platforme SAPS-ESI (“Statistični pristop k specifični interakciji peptidnega substrata – encima”). Analiza vključuje 941 cepitev posameznega proteina, ki so bili razcepljeni samo enkrat. Predvidevamo, da bi mnoge od teh še neraziskanih posameznih cepitev lahko imele fiziološki pomen, nekatere med njimi pa bi lahko nakazovale povezave z rakom. Substrati so vključevali na primer transkripcijske faktorje s cepitvami na mestih, ki se vežejo na DNK (Li in sod., 2016) in proteine s cepitvami mestih, kjer kinaze izvajajo fosforilacijo (Lolli in sod., 2012).
Cilj tega raziskovalnega projekta bo potrditi morebitne nove vloge katepsinov.