Karboksipeptidaza je beljakovina, ki sodeluje pri prebavi beljakovin iz hrane. V telesu najdemo številne karboksipeptidaze z različnimi vlogami in preferencami za substrate. Imajo številne druge vloge v celični presnovi, vključno z zorenjem hormonov.
Najprej, da bi definirali karboksipeptidazo, je treba opredeliti protein. Te vrste molekul so sestavljene iz dolgih verig aminokislin, pri čemer se vsak par aminokislin drži skupaj s peptidno vezjo. Vrstni red aminokislin se pri različnih beljakovinah razlikuje.
Vsaka aminokislina ima na začetku N-končno skupino in na koncu C-končno skupino. Peptidne vezi, ki povezujejo aminokisline, povezujejo C-terminalno skupino ene aminokisline z N-terminalno skupino naslednje. Encimi, imenovani proteaze, cepijo peptidne vezi tako, da vezi dodajo molekulo vode, kar povzroči prekinitev verige aminokislin. Posledica tega so veliki fragmenti beljakovin, znani kot polipeptidi, ali krajši fragmenti, znani kot peptidi.
Obstajajo proteaze, ki se cepijo na sredini verige, znane kot endopeptidaze. Pustijo velike delce beljakovin, ki jih prebavijo eksopeptidaze. Primer eksopeptidaze je karboksipeptidaza, ki odcepi končno aminokislino s C-terminalne ali karboksi skupine peptida ali polipeptida. Več karboksipeptidaz lahko deluje usklajeno in popolnoma razgradi protein ali polipeptid.
Prve karboksipeptidaze, ki so jih preučevali, so bile tiste, ki sodelujejo pri prebavi beljakovin iz hrane. Te beljakovine je treba razgraditi na aminokisline ali zelo majhne peptide, da jih telo lahko uporabi za izdelavo beljakovin, ki jih potrebuje za rast in presnovo. Karboksipeptidaza A in B se sintetizirata v trebušni slinavki kot neaktivni, večji obliki, nato pa se transportirata v tanko črevo in aktivirata z cepljenjem druge proteaze. To jim preprečuje, da bi poškodovali tkivo, v katerem nastajajo.
Ta dva encima se razlikujeta po strukturah, ki jih bosta cepila. Vsak daje prednost različnim aminokislinam na C-terminalni skupini peptida. Končni produkti encimov so proste aminokisline in majhni peptidi dveh ali treh aminokislin. Te produkte absorbirajo epitelijske celice tankega črevesa.
Druga karboksipeptidaza velikega pomena v fiziologiji sesalcev je karboksipeptidaza E, znana tudi kot karboksipeptidaza H. Ta encim aktivira peptidne hormone, kot so insulin in nevrotransmiterji, ki so peptidi. To naredi tako, da odcepi C-terminalne aminokisline, ki so bazične. Druge karboksipeptidaze imajo funkcije, ki segajo od celjenja ran do strjevanja krvi.
Karboksipeptidaze imajo lahko medicinsko uporabo. Strupena spojina metotreksat se včasih uporablja za zdravljenje ljudi z rakom. Kadar ljudje trpijo zaradi toksičnih učinkov bolezni, kot je odpoved ledvic, se za zdravljenje toksičnosti uporablja karboksipeptidaza G2. Razgradi metotreksat v neaktivno obliko.