Karboksüpeptidaas on valk, mis osaleb toidust saadavate valkude seedimises. Kehas leidub mitmeid karboksüpeptidaase, millel on erinevad rollid ja substraatide eelistused. Neil on rakkude ainevahetuses, sealhulgas hormoonide küpsemises, palju muid ülesandeid.
Esiteks, karboksüpeptidaasi määratlemiseks on vaja määratleda valk. Seda tüüpi molekulid koosnevad pikkadest aminohapete ahelatest, kusjuures iga aminohappepaare hoiab koos peptiidside. Aminohapete järjestus on erinevates valkudes erinev.
Iga aminohappe alguses on N-terminaalne rühm ja lõpus C-terminaalne rühm. Peptiidsidemed, mis ühendavad aminohappeid, ühendavad ühe aminohappe C-otsa rühma järgmise aminohappe N-terminaalse rühmaga. Ensüümid, mida nimetatakse proteaasideks, lõhustavad peptiidsidemeid, lisades sidemele veemolekuli, põhjustades aminohapete ahela katkemise. Selle tulemuseks on suured valkude fragmendid, mida nimetatakse polüpeptiidideks, või lühemad fragmendid, mida nimetatakse peptiidideks.
On proteaase, mis lõhustuvad ahela keskel, mida nimetatakse endopeptidaasideks. Neist jäävad suured valgufragmendid, mida seedivad eksopeptidaasid. Eksopeptidaasi näide on karboksüpeptidaas, mis lõikab lõpliku aminohappe peptiidi või polüpeptiidi C-otsast ehk karboksürühmast. Mitmed karboksüpeptidaasid võivad valgu või polüpeptiidi täielikuks lagundamiseks toimida koos.
Esimesed karboksüpeptidaasid, mida uuriti, olid need, mis osalesid toidust saadavate valkude seedimisel. Need valgud tuleb lagundada aminohapeteks ehk väga väikesteks peptiidideks, et keha saaks neid kasutada kasvuks ja ainevahetuseks vajalike valkude konstrueerimiseks. Karboksüpeptidaas A ja B sünteesitakse kõhunäärmes mitteaktiivsete suuremate vormidena, seejärel transporditakse peensoolde ja aktiveeritakse teise proteaasi lõhustamise teel. See ei lase neil kahjustada kudet, milles need toodetakse.
Need kaks ensüümi erinevad struktuuri poolest, mida nad lõhustavad. Igaüks neist eelistab peptiidi C-terminaalses rühmas erinevaid aminohappeid. Ensüümide lõppsaadused on vabad aminohapped ja väikesed kahe või kolme aminohappe peptiidid. Need tooted imenduvad peensoole epiteelirakkudesse.
Teine imetajate füsioloogias väga oluline karboksüpeptidaas on karboksüpeptidaas E, tuntud ka kui karboksüpeptidaas H. See ensüüm aktiveerib peptiidhormoone, nagu insuliin ja neurotransmitterid, mis on peptiidid. See teeb seda C-otsa aluseliste aminohapete eemaldamisega. Teiste karboksüpeptidaaside funktsioonid ulatuvad haavade paranemisest vere hüübimiseni.
Karboksüpeptidaasidel võib olla meditsiiniline kasutus. Mürgist ühendit metotreksaati kasutatakse mõnikord vähihaigete raviks. Kui inimestel esineb haiguse toksilisi mõjusid, näiteks neerupuudulikkust, kasutatakse toksilisuse raviks karboksüpeptidaasi G2. See lagundab metotreksaadi mitteaktiivseks vormiks.