Химотрипсин - Chymotrypsin
| Химотрипсин | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура Bos taurus химотрипсиноген[1] | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 3.4.21.1 | ||||||||
| Количество CAS | 9004-07-3 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Химотрипсин С | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 3.4.21.2 | ||||||||
| Количество CAS | 9036-09-3 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Химотрипсин (EC 3.4.21.1, химотрипсины A и B, альфа-химарофт, авазим, химар, химотест, энцеон, кимар, кимотраза, альфа-химар, альфа-химотрипсин А, альфа-химотрипсин) представляет собой пищеварительный фермент компонент панкреатический сок действуя в двенадцатиперстная кишка, где он выполняет протеолиз, распад белков и полипептидов.[2] Химотрипсин предпочтительно расщепляет пептидные амидные связи, где боковая цепь аминокислоты с N-конца по отношению к ножницеобразной амидной связи (P1 позиция) является большим гидрофобный аминокислота (тирозин, триптофан, и фенилаланин ). Эти аминокислоты содержат ароматный кольцо в их боковая цепь что вписывается в гидрофобный карман (S1 положение) фермента. Активируется при наличии трипсин. Гидрофобность и комплементарность формы пептида субстрат п1 боковая цепь и фермент S1 полость связывания объясняет субстратную специфичность этого фермента.[3][4] Химотрипсин также медленнее гидролизует другие амидные связи в пептидах, особенно те, которые содержат лейцин и метионин на P1 позиция.
Структурно это архетипическая структура для своего надсемейство, то Клан ПА протеаз.
Активация
Химотрипсин синтезируется в поджелудочной железе биосинтез белка как предшественник называется химотрипсиноген который ферментативно неактивен. Трипсин активирует химотрипсиноген путем расщепления пептидных связей в положениях Arg15 - Ile16 и продуцирует π-химотрипсин. В свою очередь аминная группа (-NH3+) остатка Ile16 взаимодействует с боковой цепью Glu194, образуя «оксианионную дыру» и гидрофобный «карман S1». Более того, химотрипсин вызывает свою собственную активацию путем расщепления в положениях 14-15, 146-147 и 148-149 с образованием α-химотрипсина (который более активен и стабилен, чем π-химотрипсин).[нужна цитата ] Полученная молекула представляет собой трехкомпонентнуюполипептид молекула связана через дисульфидные связи.
Механизм действия и кинетика
В естественных условиях, химотрипсин - протеолитический фермент (сериновая протеаза ) действуя в пищеварительной системе многих организмов. Облегчает разрыв пептидных связей гидролиз реакция, которая, несмотря на то, что она термодинамически благоприятна, протекает чрезвычайно медленно в отсутствие катализатора. Основными субстратами химотрипсина являются пептидные связи, в которых аминокислота на N-конце связи представляет собой триптофан, тирозин, фенилаланин или лейцин. Как и многие протеазы, химотрипсин также гидролизует амидные связи. in vitro, что позволило использовать аналоги субстрата, такие как п-нитрофениламид N-ацетил-L-фенилаланина, для ферментных анализов.
Химотрипсин расщепляет пептидные связи, атакуя нереактивную карбонильную группу с помощью мощного нуклеофила, серин 195 остатка, расположенного в активном центре фермента, который на короткое время становится ковалентно связанным с субстратом, образуя промежуточный фермент-субстрат. Вместе с гистидин 57 и аспарагиновая кислота 102, этот остаток серина составляет каталитическая триада активного сайта.
Эти результаты основаны на анализах ингибирования и изучении кинетики расщепления вышеупомянутого субстрата, используя тот факт, что промежуточное соединение фермент-субстрат п-нитрофенолят имеет желтый цвет, что позволяет измерять его концентрацию путем измерения поглощения света при 410 нм.
Было обнаружено, что реакция химотрипсина с его субстратом протекает в две стадии: начальная фаза «всплеска» в начале реакции и фаза установившегося состояния после нее. Кинетика Михаэлиса-Ментен. Механизм действия химотрипсина объясняет это тем, что гидролиз происходит в два этапа. Сначала ацилирование субстрата с образованием промежуточного ацил-фермента, а затем деацилирование для возврата фермента в исходное состояние. Это происходит за счет согласованного действия трех аминокислотных остатков каталитической триады.[5] Водород аспартата связывается с N-δ водородом гистидина, увеличивая pKa его ε-азота, что делает его способным депротонировать серин. Это депротонирование позволяет боковой цепи серина действовать как нуклеофил и связываться с электронодефицитным карбонильным углеродом основной цепи белка. Ионизация карбонильного кислорода стабилизируется образованием двух водородных связей с соседними N-атомами водорода основной цепи. Это происходит в оксианионной дыре. При этом образуется тетраэдрический аддукт и разрыв пептидной связи. Образуется промежуточное соединение ацил-фермента, связанное с серином, и вновь образованный аминоконце расщепленного белка может диссоциировать. На второй стадии реакции молекула воды активируется основным гистидином и действует как нуклеофил. Кислород воды атакует карбонильный углерод серин-связанной ацильной группы, что приводит к образованию второго тетраэдрического аддукта, регенерации сериновой -ОН-группы и высвобождению протона, а также белкового фрагмента с новообразованным карбоксилом. конечная остановка [5]
Изоферменты
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Смотрите также
Рекомендации
- ^ PDB: 1CHG; Freer ST, Kraut J, Robertus JD, Wright HT, Xuong NH (апрель 1970 г.). «Химотрипсиноген: кристаллическая структура 2,5 ангстрем, сравнение с альфа-химотрипсином и последствия для активации зимогена». Биохимия. 9 (9): 1997–2009. Дои:10.1021 / bi00811a022. PMID 5442169.
- ^ Wilcox PE (1970). «[5] Химотрипсиногены - химотрипсины». Химотрипсиногены - химотрипсины. Методы в энзимологии. 19. С. 64–108. Дои:10.1016/0076-6879(70)19007-0. ISBN 978-0-12-181881-4.
- ^ Аппель В. (декабрь 1986 г.). «Химотрипсин: молекулярные и каталитические свойства». Clin. Биохим. 19 (6): 317–22. Дои:10.1016 / S0009-9120 (86) 80002-9. PMID 3555886.
- ^ Бергер А., Шехтер I (февраль 1970 г.). «Картирование активного центра папаина с помощью пептидных субстратов и ингибиторов». Филос. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Наука. 257 (813): 249–64. Дои:10.1098 / рстб.1970.0024. PMID 4399049. S2CID 6877875.
- ^ а б Петско, Григорий; Ринге, Дагмар (2009). Структура и функция белка. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 78–79. ISBN 978-0-19-955684-7.
дальнейшее чтение
- Страйер Л., Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л. (2002). Биохимия. Сан-Франциско: W.H. Фримен. ISBN 0-7167-4684-0.
- Гришэм CM, Реджинальд Х (2005). Биохимия. Австралия: Томсон Брукс / Коул. ISBN 0-534-49033-6.
внешняя ссылка
- В МЕРОПЫ онлайн-база данных пептидаз и их ингибиторов: S01.001
- Химотрипсин в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
