Пролилизомераза

Пептидил-пролил цис-транс-изомераза, тип PpiC
Идентификаторы
Условное обозначение	PPIase_PpiC
Pfam	PF00639
ИнтерПро	IPR000297
PROSITE	PDOC00840
Мембранома	599
Доступные белковые структуры: Pfam   структуры / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum краткое изложение структуры

Пролил - изомеразы (также известный как пептидилпролил изомеразы или PPIase ) является ферментом ( ЕС 5.2.1.8 ) , найденный в обоих прокариот и эукариот , что interconverts в цис и транс - изомеров из пептидных связей с аминокислоты пролина . ^[1] Пролин имеет необычно конформационно ограниченную пептидную связь из-за его циклической структуры с его боковой цепью, связанной с азотом вторичного амина . Большинство аминокислот имеют сильное энергетическое предпочтениеконформация транс- пептидной связи из-за стерических затруднений , но необычная структура пролина стабилизирует цис- форму, так что оба изомера заселяются в биологически релевантных условиях. Белки с пролилизомеразной активностью включают циклофилин , FKBP и парвулин , хотя более крупные белки также могут содержать домены пролилизомеразы .

Сворачивание белков [ править ]

Пролин уникален среди природных аминокислот тем, что имеет относительно небольшую разницу в свободной энергии между цис- конфигурацией его пептидной связи и более распространенной транс- формой. Энергия активации, необходимая для катализа изомеризации цис и транс , относительно высока: ~ 20 ккал / моль (cf ~ 0 ккал / моль для регулярных пептидных связей). В отличие от обычных пептидных связей, X-пролилпептидная связь не принимает намеченную конформацию спонтанно, таким образом, процесс цис-транс- изомеризации может быть этапом, ограничивающим скорость процесса сворачивания белка.. Таким образом, пролилизомеразы действуют как шапероны сворачивания белков . Цис- пептидные связи N-конца с остатками пролина часто расположены в первом остатке определенных типов плотных витков в основной цепи белка. Белки, которые содержат структурные цис- пролины в нативном состоянии, включают рибонуклеазу A , рибонуклеазу T1 , бета-лактамазу , циклофилин и некоторые интерлейкины .

Сворачивание пролилизомеразы может быть автокаталитическим, и поэтому скорость сворачивания зависит от концентрации реагента. Считается, что парвулин и цитозольный FKBP человека катализируют свои собственные процессы сворачивания.

Доказательства изомеризации пролина [ править ]

Методы определения наличия лимитирующего скорость процесса изомеризации пролина в событии сворачивания белка включают:

1. Энергии активации соответствуют изомеризации пролина, которая обычно имеет активацию около 20 ккал / моль.
2. Кинетика сворачивания в двух состояниях, указывающая на популяции как быстрого, так и медленного сворачивания в развернутом или денатурированном состоянии.
3. Анализы «двойного прыжка», в которых пролин-содержащие белки разворачиваются и повторно свертываются, а популяция ненативных конформаций пролина изучается как функция степени укладки.
4. Ускорение скорости сворачивания in vitro за счет добавления пролилизомеразы.
5. Ускорение скорости сворачивания in vitro в вариантах мутантных белков с заменой одного или нескольких остатков пролина другой аминокислотой.

Важно отметить, что не каждая пролиновая пептидная связь имеет решающее значение для структуры или функции белка, и не каждая такая связь оказывает значительное влияние на кинетику сворачивания, особенно транс- связи. Кроме того, некоторые пролилизомеразы обладают определенной степенью специфичности последовательности и, следовательно, могут не катализировать изомеризацию пролинов в определенных контекстах последовательности.

Анализы активности пролилизомеразы [ править ]

Активность пролилизомеразы была впервые обнаружена с помощью анализа на основе химотрипсина . Протеолитический фермент химотрипсин имеет очень высокую специфичность субстрата для четырех остатков пептида Ala - Ala - Pro - Phe только тогда , когда пролин пептидной связи находится в трансе состояния. Добавление химотрипсина к раствору, содержащему репортерный пептид с этой последовательностью, приводит к быстрому расщеплению примерно 90% пептидов, в то время как пептиды с цис- пролиновыми связями - примерно 10% в водном растворе.- расщепляются со скоростью, ограниченной некаталитической изомеризацией пролина. Добавление потенциальной пролилизомеразы ускорит эту последнюю фазу реакции, если она обладает истинной пролилизомеразной активностью.

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]