| Химотрипсин | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура химотрипсиногена Bos taurus [1] | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 3.4.21.1 | ||||||||
| Количество CAS | 9004-07-3 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | 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 | ||||||||
| BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Химотрипсин ( EC 3.4.21.1 , химотрипсины А и В, альфа-химарофт, авазим, химар, химотест, энцеон, квимар, химотраза, альфа-химар, альфа-химотрипсин А, альфа-химотрипсин) является компонентом пищеварительного фермента панкреатического сока. действует в двенадцатиперстной кишке , где выполняет протеолиз , расщепление белков и полипептидов. [2] Химотрипсин предпочтительно расщепляет пептидные амидные связи, где боковая цепь аминокислоты на N-конце по отношению к ножницеобразной амидной связи (положение P 1 ) представляет собой большую гидрофобную аминокислоту ( тирозин , триптофан ифенилаланин ). Эти аминокислоты содержат ароматическое кольцо в своей боковой цепи, которое помещается в гидрофобный карман (положение S 1 ) фермента. Активируется в присутствии трипсина . Гидрофобность и комплементарность формы между боковой цепью пептидного субстрата P 1 и полостью связывания фермента S 1 объясняют субстратную специфичность этого фермента. [3] [4] Химотрипсин также гидролизует другие амидные связи в пептидах с меньшей скоростью, особенно те, которые содержат лейцин и метионин в точке P 1. позиция.
Структурно это архетипическая структура для своего суперсемейства , клана протеаз PA .
Активация [ править ]
Химотрипсин синтезируется в поджелудочной железе путем биосинтеза белка в виде предшественника, называемого химотрипсиногеном, который является ферментативно неактивным. Трипсин активирует химотрипсиноген путем расщепления пептидных связей в положениях Arg15 - Ile16 и продуцирует π-химотрипсин. В свою очередь, аминовая группа (-NH3 + ) остатка Ile16 взаимодействует с боковой цепью Asp194, создавая «оксианионную дырку» и гидрофобный «карман S1». Более того, химотрипсин вызывает свою собственную активацию путем расщепления в положениях 14-15, 146-147 и 148-149, производя α-химотрипсин (который более активен и стабилен, чем π-химотрипсин). [ Править ] Полученная молекула представляет собой три- полипептидмолекула соединена между собой дисульфидными связями .
Механизм действия и кинетика [ править ]
In vivo химотрипсин представляет собой протеолитический фермент ( сериновую протеазу ), действующий в пищеварительных системах многих организмов. Он облегчает расщепление пептидных связей за счет реакции гидролиза , 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 N-ацетил-L-фенилаланин, пара-нитрофениламид, для ферментных анализов.
Химотрипсин расщепляет пептидные связи, атакуя нереактивную карбонильную группу с помощью мощного нуклеофила, остатка серина 195, расположенного в активном центре фермента, который на короткое время становится ковалентно связанным с субстратом, образуя промежуточный фермент-субстрат. Вместе с гистидином 57 и аспарагиновой кислотой 102 этот сериновый остаток составляет каталитическую триаду активного центра.
Эти результаты основаны на анализах ингибирования и исследовании кинетики расщепления вышеупомянутого субстрата с использованием того факта, что промежуточный 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 стационарная фаза по кинетике Михаэлиса-Ментен . Механизм действия химотрипсина объясняет это тем, что гидролиз происходит в два этапа. Во-первых, 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, тем самым делая 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. Это образует тетраэдрический аддукт и разрыв пептидной связи. Образуется промежуточный ацил-фермент, связанный 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 ацильной группы, связанной с серином,приводя к образованию второго тетраэдрического аддукта, регенерации сериновой -ОН группы и высвобождению протона, а также белкового фрагмента с новообразованным карбоксильным концом[5]
Изоферменты [ править ]
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
См. Также [ править ]
- Трипсин
- PA клан протеаз
Ссылки [ править ]
- ^ 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 значение для активации зимогена». Биохимия . 9 (9): 1997–2009. DOI : 10.1021 / bi00811a022 . PMID 5442169 .
- Перейти ↑ Wilcox PE (1970). «[5] Химотрипсиногены - химотрипсины». Химотрипсиногены - химотрипсины . Методы в энзимологии. 19 . С. 64–108. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (70) 19007-0 . ISBN 978-0-12-181881-4.
- ↑ Appel W (декабрь 1986 г.). «Химотрипсин: молекулярные и каталитические свойства». Clin. Биохим . 19 (6): 317–22. DOI : 10.1016 / S0009-9120 (86) 80002-9 . PMID 3555886 .
- Перейти ↑ Berger A, Schechter I (февраль 1970). «Картирование активного центра папаина с помощью пептидных субстратов и ингибиторов» . Филос. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci . 257 (813): 249–64. Bibcode : 1970RSPTB.257..249B . DOI : 10,1098 / rstb.1970.0024 . PMID 4399049 . S2CID 6877875 .
- ^ a b Пецко, Григорий; Ринге, Дагмар (2009). Структура и функция белков . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 78–79. ISBN 978-0-19-955684-7.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Страйер Л., Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л. (2002). Биохимия . Сан-Франциско: WH Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
- Гришэм CM, Реджинальд Х (2005). Биохимия . Австралия: Томсон Брукс / Коул. ISBN 0-534-49033-6.
Внешние ссылки [ править ]
- Merops онлайновой базы данных для пептидазы и их ингибиторов: S01.001
- Химотрипсин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
