Глутаминовые протеазы представляют собой группу протеолитических ферментов, содержащих остаток глутаминовой кислоты в активном центре. Этот тип протеазы был впервые описан в 2004 году и стал шестым каталитическим типом протеазы. [1] Ранее предполагалось, что члены этой группы протеаз представляют собой протеазу аспартата , но структурное определение показало, что она принадлежит к новому семейству протеаз. Первой структурой этой группы протеаз была сциталидоглутаминовая пептидаза , активный центр которой содержит каталитическую диаду, глутаминовую кислоту (E) и глутамин (Q), которые дали начало названию эколизин.. Эта группа протеаз обнаруживается в основном в патогенных грибах, поражающих растения и человека. [2]
Сциталидопепсин B | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Организм | ||||||
Символ | N / A | |||||
PDB | 1С2К | |||||
UniProt | P15369 | |||||
Прочие данные | ||||||
Номер ЕС | 3.4.23.32 | |||||
|
Распространение и виды
Существует два независимых семейства глутаминовых протеаз (G1 и G2), которые имеют ограниченное распространение. Первоначально считалось, что они ограничиваются мицелиальными грибами в основном из типа Ascomycota . [3] Однако впоследствии глутаминовые протеазы были идентифицированы у бактерий и архей . [4]
Первое суперсемейство глутаминовых протеаз было идентифицировано у грибов Scytalidium lignicola и Aspergillus niger var. macrosporus , из которого происходят сциталидоглутаминовая пептидаза (эколизин) и аспергиллоглутаминовая пептидаза соответственно. Эти две протеазы содержат остатки Glu и Gln в активном центре и относятся к семейству MEROPS G1. [5] [6]
Конвергентно эволюционировавшая глутаминовая пептидаза, белок придатка перед шейкой (бактериофаг phi-29), использует диаду Glu и Asp в активном центре и классифицируется как семейство MEROPS G2. [7]
Характеристики
Эти ферменты представляют собой кислотные протеазы; например, эколизин наиболее активен при pH 2,0, когда в качестве субстрата используется казеин. [2] Эколосины предпочитают объемные аминокислотные остатки в сайте P1 и небольшие аминокислотные остатки в сайте P1 '. Особенностью протеазы является ее нечувствительность к пепстатину и S-PI (ацетилпепстатин), и ранее она была классифицирована как «нечувствительные к пепстатину карбоксилпротеиназы». [8] Другие «нечувствительные к пепстатину карбоксильные протеиназы» принадлежат к подсемейству сериновых протеаз , серин-карбоксилпротеаз (седолизин), которые были открыты в 2001 году. [2] Эти протеазы также не ингибируются DAN (диазоацетил-DL-норлейцинметиловый эфир. ) (7), но может ингибироваться EPNP (1,2-эпокси-3- ( п- нитрофенокси) пропаном). [9] [10]
Активный центр и механизм катализа
Активный сайт из eqolosin содержит отличительную глутаминовую кислоту и глутамин каталитической диаду , которые участвуют в связывания субстрата и катализе. Эти остатки действуют как нуклеофилы, при этом глутаминовая кислота выступает в качестве общей кислоты на первой фазе реакции, отдавая протон карбонильному кислороду в пептидной связи субстрата. Одна или две молекулы воды могут участвовать в реакции, поставляющей гидроксильную группу, а глутаминовая кислота дополнительно отдает протон амидному азоту, что приводит к разрыву пептидной связи. Затем глутамин возвращает глутаминовую кислоту в исходное состояние. [11]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Fujinaga M, Черное MM, Оям H, Ода К, Джеймс М. (март 2004). «Молекулярная структура и каталитический механизм новой карбоксилпептидазы из Scytalidium lignicolum» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (10): 3364–9. DOI : 10.1073 / pnas.0400246101 . PMC 373467 . PMID 14993599 .
- ^ а б в Ода К. (январь 2012 г.). «Новые семейства карбоксилпептидаз: серин-карбоксилпептидазы и глутаминовые пептидазы» . Журнал биохимии . 151 (1): 13–25. DOI : 10.1093 / Jb / mvr129 . PMID 22016395 .
- ^ Симс А.Х., Данн-Коулман Н.С., Робсон Г.Д., Оливер С.Г. (октябрь 2004 г.). «Распространение глутаминовой протеазы ограничено мицелиальными грибами» . Письма о микробиологии FEMS . 239 (1): 95–101. DOI : 10.1016 / j.femsle.2004.08.023 . PMID 15451106 .
- ^ Йенсен К., Остергаард ПР, Уилтинг Р., Лассен С.Ф. (2010). «Идентификация и характеристика бактериальной глутаминовой пептидазы» . BMC Biochemistry . 11 (47): 47. DOI : 10,1186 / 1471-2091-11-47 . PMC 3009609 . PMID 21122090 .
- ^ Сасаки Х., Кубота К., Ли В. К., Оцука Дж., Кодзима М., Ивата С., Накагава А., Такахаши К., Танокура М. (июль 2012 г.). «Кристаллическая структура промежуточного димера аспергиллоглутаминовой пептидазы, которая имитирует комплекс продукта активации фермента, образующийся при автопротеолизе». Журнал биохимии . 152 (1): 45–52. DOI : 10.1093 / Jb / mvs050 . PMID 22569035 .
- ^ Такахаши К. (2013). «Исследования структуры и функций ферментов с каталитической карбоксильной группой (ами): от рибонуклеазы Т1 до карбоксилпептидаз» . Труды Японской академии, серии B . 89 (6): 201–25. DOI : 10,2183 / pjab.89.201 . PMC 3749792 . PMID 23759941 .
- ^ «Семья G2» . МЕРОПЫ .
- ^ «Семья G1» . МЕРОПЫ .
- ^ Мурао С., Ода К., Мацусита Ю. (1973). «Выделение и идентификация микроорганизма, который продуцирует ингибитор пепсина, не являющийся Streptomyces, и кислотные протеазы, чувствительные к N-диазоацетил-DL-норлейцинметилэфиру» . Agric. Биол. Chem . 37 (6): 1417–1421. DOI : 10.1271 / bbb1961.37.1417 .
- ^ Морихара К., Цузуки Х., Мурао С., Ода К. (март 1979 г.). «Нечувствительные к пепстатину кислотные протеазы из Scytalidium lignicolum. Кинетическое исследование с синтетическими пептидами» . Журнал биохимии . 85 (3): 661–8. PMID 34596 .
- ^ Мозелио Шехтер, изд. (2009). Энциклопедия микробиологии (3-е изд.). Академическая пресса. п. 499. ISBN 978-0123739391.