Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пептидаза S8, связанная с субтилизином
PDB 2pmw EBI.png
S8 + I9 (внизу справа), Bacillus subtilis ( PDB : 2pmw )
Идентификаторы
СимволПептидаза_S8
PfamPF00082
ИнтерПроIPR015500
PROSITEPDOC00125
CATH1cse
SCOP21cse / SCOPe / SUPFAM
CDDcd07477
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры
Субтилизин БПН
Кристаллическая структура Субтилизина - 1st2.png
Кристаллическая структура домена S8 субтилизина. [1]
Идентификаторы
ОрганизмBacillus amyloliquefaciens
Символапр
Количество CAS9014-01-1
Entrez5712479
PDB1-й 2 Больше структур
UniProtP00782
Прочие данные
Номер ЕС3.4.21.62
Ищи
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
GO: 0004252

Субтилизин - это протеаза ( фермент, переваривающий белок ), первоначально полученный из Bacillus subtilis . [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

Субтилизины относятся к субтилазам , группе сериновых протеаз, которые, как и все сериновые протеазы, инициируют нуклеофильную атаку на пептидную (амидную) связь через остаток серина в активном центре . Субтилизины обычно имеют молекулярную массу 27 кДа. Их можно получить из определенных типов почвенных бактерий , например, Bacillus amyloliquefaciens, из которых они секретируются в больших количествах.

Номенклатура [ править ]

Субтилизин также коммерчески известный как алкалаз , ALK-фермент , bacillopeptidase , Bacillus зиЫШз щелочной протеиназа bioprase , bioprase AL , colistinase , genenase я , Esperase® , Максатаз , протеаза XXVII , thermoase , superase , субтилизин DY , subtilopeptidase , SP 266 , Savinase ® , казусаза , протеаза VIII , протин A 3L , савиназа®, ориентаза 10B , протеаза S. Это тип сериновой эндопептидазы из семейства S8 MEROPS.

Структура [ править ]

Структура субтилизина определена методом рентгеновской кристаллографии . Зрелая форма представляет собой глобулярный белок из 275 остатков с несколькими альфа-спиралями и большим бета-листом . N-конец содержит пропетидный домен I9 ( InterPro :  IPR010259 ), который способствует сворачиванию субтилизина. Протеолитическое удаление домена активирует фермент. Он структурно не связан с химотрипсиновым кланом сериновых протеаз, но использует тот же тип каталитической триады в активном центре . Это делает его классическим примером конвергентной эволюции .

Механизм катализа [ править ]

Активный центр имеет сеть реле заряда, включающую Asp-32, His-64 и активный центр Ser-221, организованные в каталитическую триаду . Сеть реле заряда функционирует следующим образом: карбоксилатная боковая цепь Asp-32 водородными связями с азотсвязанным протоном на имидазольном кольце His-64 . Это возможно, потому что Asp отрицательно заряжен при физиологическом pH . Другой азот на His-64 водородными связями с протоном ОН Ser-221. Это последнее взаимодействие приводит к разделению заряда ОН, при этом атом кислорода становится более нуклеофильным. Это позволяет атому кислорода Ser-221 атаковать входящие субстраты (например, пептидные связи) с помощью соседней карбоксиамидной боковой цепи Asn-155.

Несмотря на то, что Asp-32, His-64 и Ser-221 последовательно далеко друг от друга, они сходятся в трехмерной структуре, чтобы сформировать активный сайт.

Подводя итог описанным выше взаимодействиям, Ser-221 действует как нуклеофил и расщепляет пептидные связи своим частично отрицательным атомом кислорода. Это возможно из-за природы участка ретрансляции заряда субтилизина.

Приложения [ править ]

Инструмент исследования [ править ]

В молекулярной биологии, использующей B. subtilis в качестве модельного организма , ген, кодирующий субтилизин ( aprE ), часто является вторым после amyE геном выбора для интеграции репортерных конструкций в связи с его необязательностью.

Коммерческий [ править ]

Белковые инженерии субтилизины широко используются в коммерческих продуктах (нативный фермент легко инактивируется моющих средств и высоких температур) , а также называется резак пятна, например, в прачечной [9] и посудомоечные моющих средств , косметических средств , пищевых продуктов , [10 ] мази для ухода за кожей, [11] очистители контактных линз и для исследований в области синтетической органической химии .

Безопасность и охрана труда [ править ]

Люди могут подвергаться воздействию субтилизина на рабочем месте при вдыхании, глотании, контакте с кожей и глазами. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установила предел рекомендованной экспозиции (REL) от 0,00006 мг / м 3 в течение 60-минутного периода. [12]

Субтилизин может вызвать «ферментно-моющую астму». Люди, чувствительные к субтилизину (алькалазе), обычно также имеют аллергию на бактерии Bacillus subtilis. [13]

Ссылки [ править ]

  1. ^ PDB : 1st2 ; Ботт Р., Ультч М., Косякофф А., Грейкар Т., Кац Б., Пауэр С. (июнь 1988 г.). «Трехмерная структура субтилизина Bacillus amyloliquefaciens при 1,8 А и анализ структурных последствий инактивации пероксида». Журнал биологической химии . 263 (16): 7895–906. PMID  3286644 .
  2. ^ Ottesen M, Свендсен I (1970). «Субтилизины». Методы Энзимол . 19 : 199–215. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (70) 19014-8 .
  3. ^ Маркланд FS, Смит Л. (1971). «Субтилизины: первичная структура, химические и физические свойства». В Boyer PD (ред.). Ферменты . 3 (3-е изд.). Нью-Йорк: Academic Press. С. 561–608.
  4. Перейти ↑ Philipp M, Bender ML (1983). «Кинетика субтилизина и тиолсубтилизина». Молекулярная и клеточная биохимия . 51 (1): 5–32. DOI : 10.1007 / bf00215583 . PMID 6343835 . 
  5. ^ Nedkov P, Oberthür W, Braunitzer G (апрель 1985). «Определение полной аминокислотной последовательности субтилизина DY и ее сравнение с первичными структурами субтилизинов BPN ', Carlsberg и amylosacchariticus». Биологическая химия Хоппе-Зейлер . 366 (4): 421–30. DOI : 10.1515 / bchm3.1985.366.1.421 . PMID 3927935 . 
  6. ^ Ikemura H, Такаги H, Иноуай M (июнь 1987). «Необходимость пропоследовательности для продукции активного субтилизина Е в Escherichia coli». Журнал биологической химии . 262 (16): 7859–64. PMID 3108260 . 
  7. ^ Полгар L (1987). «Структура и функция сериновых протеаз». В Brocklehurst K, Neuberger A (ред.). Гидролитические ферменты . Амстердам: Эльзевир. ISBN 0-444-80886-8.
  8. ^ Васантха Н, Томпсон Л. Д., Rhodes С, Баннер С, Нэйгл Дж, Filpula D (сентябрь 1984). «Гены щелочной протеазы и нейтральной протеазы из Bacillus amyloliquefaciens содержат большую открытую рамку считывания между областями, кодирующими сигнальную последовательность и зрелый белок» . Журнал бактериологии . 159 (3): 811–9. DOI : 10.1128 / JB.159.3.811-819.1984 . PMC 215730 . PMID 6090391 .  
  9. ^ «Содержимое стирального порошка Spar» .
  10. Перейти ↑ Chaplin M (20 декабря 2004 г.). «Применение протеаз в пищевой промышленности» . Лондонский университет Южного берега . Архивировано из оригинала на 2010-03-14 . Проверено 3 марта 2015 года .
  11. ^ «Мазь Callex®» . Архивировано из оригинала 2008-02-03 . Проверено 3 марта 2015 года .
  12. ^ "CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - субтилизины" . www.cdc.gov . Проверено 21 ноября 2015 .
  13. ^ Словарь Мосби по медицине, уходу и смежному здоровью, 14-е издание, стр. 557