پروتئین زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه است که با پیوندهایی به نام پیوند پپتیدی به یکدیگر متصل شده‌اند. این پیوندها به‌خودی‌خود بسیار پایدارند و برآورد می‌شود نیمه‌عمری چندصدساله داشته باشند. اما در محیط زمین، عمر بیشتر پروتئین‌ها به این اندازه طولانی نیست. علت این است که جانداران در گذر زمان چندین راه برای کاتالیز شکستن پیوندهای پپتیدی تکامل داده‌اند؛ راه‌هایی که به شمار بی‌پایانی از آنزیم‌های تخصصیِ تجزیه‌کننده پروتئین تبدیل شده‌اند. پروتئازها همه‌جا یافت می‌شوند و معمولاً هر پروتئینی را که وارد محیط شود، به‌سرعت تجزیه می‌کنند.

اکنون پژوهشگران عملاً روند ایجاد تنوع را دور زده‌اند: آن‌ها با استفاده از ابزارهای طراحی پروتئین مبتنی بر هوش مصنوعی، هسته کاتالیزوری دو نوع پروتئاز را برداشته و تمام بخش‌های دیگر پروتئین را جایگزین کرده‌اند. آنزیم‌های حاصل را می‌توان طوری تنظیم کرد که پروتئین‌های مشخصی را از وسط ببرند. پژوهشگران نیز اثربخشی آن‌ها را با استفاده از این آنزیم‌ها برای بریدن پروتئین‌های مرتبط با بیماری‌های عصبی نشان دادند.

بریدن پروتئین‌ها

پیوند پپتیدیِ ساده ظاهر چندان جالبی ندارد؛ این پیوند زمانی شکل می‌گیرد که یک گروه آمینی را به یک اسید متصل کنید و در این فرایند، یک مولکول آب آزاد شود. همان‌طور که از نام اسیدهای آمینه پیداست، آن‌ها هم گروه آمینی دارند و هم گروه اسیدی؛ بنابراین می‌توانند از دو طرف خود پیوند پپتیدی تشکیل دهند. این ویژگی برای ساخت زنجیره‌های بلندی که در پروتئین‌ها یافت می‌شوند، ضروری است. (اسیدهای آمینه همچنین زنجیره‌های جانبی با ویژگی‌های شیمیایی متمایزی دارند که خواص مشخصی به ستون فقرات پروتئین می‌بخشد.)