Karboksipeptidaza je protein koji sudjeluje u probavi proteina iz hrane. Postoji niz karboksipeptidaza koje se nalaze u tijelu, s različitim ulogama i preferencijama za supstrate. Imaju brojne druge uloge u staničnom metabolizmu, uključujući sazrijevanje hormona.
Prvo, da bi se definirala karboksipeptidaza, potrebno je definirati protein. Ove vrste molekula se sastoje od dugih lanaca aminokiselina, a svaki par aminokiselina drži zajedno peptidna veza. Redoslijed aminokiselina varira u različitim proteinima.
Svaka aminokiselina ima N-terminalnu skupinu na početku i C-terminalnu skupinu na kraju. Peptidne veze koje povezuju aminokiseline spajaju C-terminalnu skupinu jedne aminokiseline s N-terminalnom grupom sljedeće. Enzimi zvani proteaze cijepaju peptidne veze dodavanjem molekule vode u vezu, uzrokujući prekid u lancu aminokiselina. To rezultira velikim fragmentima proteina poznatim kao polipeptidi, ili kraćim fragmentima poznatim kao peptidi.
Postoje proteaze koje se cijepaju u sredini lanca poznate kao endopeptidaze. Ostavljaju velike fragmente proteina koji se probavljaju egzopeptidazama. Primjer egzopeptidaze je karboksipeptidaza koja cijepa konačnu aminokiselinu od C-terminalne, ili karboksi skupine, peptida ili polipeptida. Više karboksipeptidaza može djelovati zajedno na potpuno razgradnju proteina ili polipeptida.
Prve karboksipeptidaze koje su proučavane bile su one uključene u probavu proteina iz hrane. Ove bjelančevine potrebno je razgraditi na aminokiseline, ili vrlo male peptide, kako bi ih tijelo moglo koristiti za izgradnju proteina potrebnih za rast i metabolizam. Karboksipeptidaze A i B sintetiziraju se u gušterači kao neaktivni, veći oblici, zatim se transportiraju u tanko crijevo i aktiviraju cijepanjem druge proteaze. To ih sprječava da oštete tkivo u kojem se proizvode.
Ova dva enzima razlikuju se po strukturama koje će cijepati. Svaki preferira različite aminokiseline na C-terminalnoj skupini peptida. Konačni produkti enzima su slobodne aminokiseline i mali peptidi od dvije ili tri aminokiseline. Ove proizvode apsorbiraju epitelne stanice tankog crijeva.
Druga karboksipeptidaza od velikog značaja u fiziologiji sisavaca je karboksipeptidaza E, također poznata kao karboksipeptidaza H. Ovaj enzim aktivira peptidne hormone, poput inzulina i neurotransmitera, koji su peptidi. To čini cijepanjem bazičnih aminokiselina C-terminala. Druge karboksipeptidaze imaju funkcije koje se kreću od zacjeljivanja rana do zgrušavanja krvi.
Karboksipeptidaze se mogu koristiti u medicini. Otrovni spoj metotreksat ponekad se koristi za liječenje ljudi s rakom. Kada ljudi pate od toksičnih učinaka bolesti, kao što je zatajenje bubrega, karboksipeptidaza G2 se koristi za liječenje toksičnosti. Razgrađuje metotreksat u neaktivan oblik.