Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Термолизин
3TMN.jpeg
Кристаллографическая структура термолизина Bacillus thermoproteolyticus . [1]
Идентификаторы
Номер ЕС3.4.24.27
Количество CAS9073-78-3
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
BRENDABRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки

Термолизин ( EC 3.4.24.27 , нейтральная протеиназа Bacillus thermoproteolyticus , термоаза , термоаза Y10 , TLN ) представляет собой термостабильный фермент нейтральной металлопротеиназы, продуцируемый грамположительными бактериями Bacillus thermoproteolyticus . [2] Требуется один ион цинка для ферментативной активности и четыре иона кальция для структурной стабильности. [3] Термолизин специфически катализирует гидролиз с пептидными связями , содержащийгидрофобные аминокислоты . Однако термолизин также широко используется для образования пептидной связи посредством обратной реакции гидролиза. [4] Термолизин является наиболее стабильным членом семейства металлопротеиназ, продуцируемых различными видами Bacillus . Эти ферменты также называют «нейтральными» протеиназами или термолизин-подобными протеиназами (TLP).

Синтез [ править ]

Как и все бактериальные внеклеточные протеазы, термолизин сначала синтезируется бактериями как препрофермент . [5] Термолизин синтезируется как препрофермент, состоящий из сигнального пептида длиной 28 аминокислот, пропептида длиной 204 аминокислоты и самого зрелого фермента длиной 316 аминокислот. Сигнальный пептид действует как сигнал для транслокации препротермолизина к цитоплазматической мембране бактерий . Затем в периплазме препротермолизин преобразуется в протермолизин сигнальной пептидазой . Затем последовательность действует как молекулярный шаперон.и приводит к авторасщеплению пептидной связи, связывающей про- и зрелые последовательности. Затем зрелый белок секретируется во внеклеточную среду. [6]

Структура [ править ]

Термолизин имеет молекулярную массу 34 600 Да. Его общая структура состоит из двух примерно сферических доменов с глубокой щелью, проходящей через середину молекулы, разделяющей эти два домена. Вторичная структура каждого домена довольно сильно отличается, то N-концевой домен состоит в основном из беты - складчатого листа , в то время как С-концевой домен является в основном альфа - винтовым в структуре. Эти два домена связаны центральной альфа-спиралью, охватывающей аминокислоты 137–151. [7]

В отличие от многих белков, которые претерпевают конформационные изменения при нагревании и денатурации , термолизин не претерпевает каких-либо серьезных конформационных изменений, по крайней мере, до 70 ° C. [8] Термическая стабильность членов семейства TLP измеряется по температуре T 50 . Инкубация при этой температуре в течение 30 минут снижает активность ферментов вдвое. Термолизин имеет значение T 50 86,9 ° C, что делает его наиболее термостабильным членом семейства TLP. [9] Исследования вклада кальция в стабильность термолизина показали, что при термической инактивации из молекулы высвобождается единственный ион кальция. [10]Предотвращение первоначального связывания этого кальция с молекулой путем мутации его сайта связывания снижает стабильность термолизина на 7 ° C. Однако, хотя связывание кальция вносит значительный вклад в стабилизацию термолизина, более важным для стабильности является небольшой кластер аминокислот N-концевого домена, расположенный на поверхности белков. [9] В частности, фенилаланин (F) в положении 63 аминокислоты и пролин (P) в положении 69 аминокислоты значительно способствуют стабильности термолизина. Замена этих аминокислот на треонин (T) и аланин (A) соответственно в менее стабильной термолизиноподобной протеиназе, продуцируемой Bacillus stearothermophillus(TLP-ste), приводит к индивидуальному снижению стабильности на 7 ° C (F63 → T) и 6,3 ° C (P69 → A), а в сочетании - к снижению стабильности на 12,3 ° C. [9]

Приложения [ править ]

  • При синтезе аспартама образуется менее горький побочный продукт, когда реакция катализируется термолизином. [11]
  • Определение стабильности белка в клеточном лизате с использованием анализа быстрого параллельного протеолиза (FASTpp) . [12]

Ссылки [ править ]

  1. ^ PDB : 3TMN ; Холден Х.М., Мэтьюз Б.В. (март 1988 г.). «Связывание L-валил-L-триптофана с кристаллическим термолизином иллюстрирует способ взаимодействия продукта пептидного гидролиза». J. Biol. Chem . 263 (7): 3256–60. PMID  3343246 .
  2. ^ Эндо, С. (1962). «Исследования протеаз, продуцируемых термофильными бактериями». J. Ferment. Technol . 40 : 346–353.
  3. ^ Таджима М, Урабе Я и др. (1976). «Роль ионов кальция в термостабильности термолизина и нейтральной протеазы Bacillus subtilis var. Amylosacchariticus». Евро. J. Biochem . 64 (1): 243–247. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1976.tb10293.x . PMID 819262 . 
  4. ^ Trusek-Holownia A. (2003). «Синтез ZAlaPheOMe, предшественника горького дипептида в двухфазной системе этилацетат-вода, катализируемый термолизином». J. Biotechnol . 102 (2): 153–163. DOI : 10.1016 / S0168-1656 (03) 00024-5 . PMID 12697393 . 
  5. ^ Yasukawa K, M Kusano, Иноуай K (2007). «Новый метод внеклеточного производства рекомбинантного термолизина путем совместной экспрессии зрелой последовательности и пропоследовательности в Escherichia coli» . Protein Eng. Des. Sel . 20 (8): 375–383. DOI : 10,1093 / белок / gzm031 . PMID 17616558 . 
  6. ^ Иноуэ К., Кусано М. и др. (2007). Конструирование, экспрессия, очистка и производство рекомбинантного термолизина . Biotechnol. Анну. Ред . Годовой обзор биотехнологии. 13 . С. 43–64. DOI : 10.1016 / S1387-2656 (07) 13003-9 . ISBN 978-0-444-53032-5. PMID  17875473 .
  7. Перейти ↑ Holmes MA, Matthews BW (1982). «Структура термолизина уточнена при разрешении 1,6 А». J. Mol. Биол . 160 (4): 623–639. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (82) 90319-9 . PMID 7175940 . 
  8. ^ Matthews BW, Weaver LH, Кестер WR (1974). «Конформация термолизина». J. Biol. Chem . 249 (24): 8030–8044. PMID 4214815 . 
  9. ^ а б в Эйсинк В.Г., Велтман О.Р. и др. (1995). «Структурные детерминанты стабильности термолизин-подобных протеиназ». Nat. Struct. Биол . 2 (5): 374–379. DOI : 10.1038 / nsb0595-374 . PMID 7664094 . 
  10. ^ Далквист FW, Long JW, Bigbee WL (1976). «Роль кальция в термостабильности термолизина». Биохимия . 15 (5): 1103–1111. DOI : 10.1021 / bi00650a024 . PMID 814920 . 
  11. ^ Yagasaki, Makoto; Хасимото, Син-ичи (ноябрь 2008 г.). «Синтез и применение дипептидов; современное состояние и перспективы». Прикладная микробиология и биотехнология . 81 (1): 13–22. DOI : 10.1007 / s00253-008-1590-3 . PMID 18795289 . 
  12. ^ Минде, Дэвид П .; Морис, Маделон М .; Рюдигер, Стефан Г.Д. (2012). «Определение биофизической стабильности белков в лизатах с помощью анализа быстрого протеолиза, FASTpp» . PLOS ONE . 7 (10): e46147. DOI : 10.1371 / journal.pone.0046147 . PMC 3463568 . PMID 23056252 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Merops онлайновой базы данных для пептидазы и их ингибиторов: M04.001
  • Термолизин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)