Chymotrypsin - Chymotrypsin
| Chymotrypsin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Krystalografická struktura Bos taurus chymotrypsinogen[1] | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 3.4.21.1 | ||||||||
| Číslo CAS | 9004-07-3 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Genová ontologie | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Chymotrypsin C. | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 3.4.21.2 | ||||||||
| Číslo CAS | 9036-09-3 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Chymotrypsin (ES 3.4.21.1, chymotrypsiny A a B, alfa-chymar oftalm, avazym, chymar, chymotest, enzeon, quimar, quimotrase, alfa-chymar, alfa-chymotrypsin A, alfa-chymotrypsin) je trávicí enzym součást pankreatická šťáva působící v duodenum, kde vystupuje proteolýza, rozklad proteinů a polypeptidů.[2] Chymotrypsin přednostně štěpí peptidové amidové vazby, kde postranní řetězec aminokyseliny N-terminálně k scissilní amidové vazbě (P1 pozice) je velká hydrofobní aminokyselina (tyrosin, tryptofan, a fenylalanin ). Tyto aminokyseliny obsahují aromatický zazvonit v jejich boční řetěz který zapadá do a hydrofobní kapsa (S.1 pozice) enzymu. Aktivuje se za přítomnosti trypsin. Hydrofobní a tvarová komplementarita mezi peptidem Podklad P1 postranní řetězec a enzym S1 vazebná dutina odpovídá za substrátovou specificitu tohoto enzymu.[3][4] Chymotrypsin také hydrolyzuje jiné amidové vazby v peptidech pomaleji, zejména ty, které obsahují leucin a methionin na P1 pozice.
Strukturálně je to archetypální struktura pro svou nadčeleď, Klan PA proteáz.
Aktivace
Chymotrypsin je syntetizován v pankreatu biosyntéza bílkovin jako předchůdce volala chymotrypsinogen která je enzymaticky neaktivní. Trypsin aktivuje chymotrypsinogen štěpením peptidových vazeb v polohách Arg15 - Ile16 a produkuje n-chymotrypsin. Na druhé straně aminická skupina (-NH3+) zbytku Ile16 interaguje s postranním řetězcem Glu194 za vzniku „oxyaniontové díry“ a hydrofobní „kapsy S1“. Chymotrypsin navíc indukuje svou vlastní aktivaci štěpením v pozicích 14-15, 146-147 a 148-149 za vzniku a-chymotrypsinu (který je aktivnější a stabilnější než n-chymotrypsin).[Citace je zapotřebí ] Výsledná molekula je třipolypeptid molekula propojená prostřednictvím disulfidové vazby.
Mechanismus účinku a kinetika
In vivo, chymotrypsin je proteolytický enzym (serinová proteáza ) působící v zažívacím systému mnoha organismů. Usnadňuje štěpení peptidových vazeb a hydrolýza reakce, která, přestože je termodynamicky příznivá, probíhá extrémně pomalu v nepřítomnosti katalyzátoru. Hlavními substráty chymotrypsinu jsou peptidové vazby, ve kterých je aminokyselinovým N-koncem vazby tryptofan, tyrosin, fenylalanin nebo leucin. Jako mnoho proteáz, chymotrypsin také hydrolyzuje amidové vazby in vitroctnost, která umožnila použití substrátových analogů, jako je N-acetyl-L-fenylalanin p-nitrofenylamid pro enzymatické testy.
Chymotrypsin štěpí peptidové vazby útokem na nereaktivní karbonylovou skupinu silným nukleofilem, serin 195 zbytků umístěných v aktivním místě enzymu, který se krátce kovalentně naváže na substrát a vytvoří meziprodukt enzym-substrát. Spolu s histidin 57 a kyselina asparagová 102, tento serinový zbytek tvoří katalytická triáda aktivního webu.
Tato zjištění se opírají o inhibiční testy a studium kinetiky štěpení výše uvedeného substrátu, přičemž se využívá skutečnosti, že meziprodukt enzym-substrát p-nitrofenolát má žlutou barvu, což umožňuje měření jeho koncentrace měřením absorbance světla při 410 nm.
Bylo zjištěno, že reakce chymotrypsinu s jeho substrátem probíhá ve dvou fázích, počáteční fáze „výbuchu“ na začátku reakce a fáze ustáleného stavu následující Kinetika Michaelis-Menten. Způsob působení chymotrypsinu to vysvětluje, protože hydrolýza probíhá ve dvou krocích. Nejprve acylace substrátu za vzniku meziproduktu acyl-enzymu a poté deacylace, aby se enzym vrátil do původního stavu. K tomu dochází společným působením tří aminokyselinových zbytků v katalytické triádě.[5] Aspartátový vodík se váže na N-δ vodík histidinu, zvyšuje pKa jeho ε dusíku, což mu umožňuje deprotonovat serin. Tato deprotonace umožňuje serinovému postrannímu řetězci působit jako nukleofil a vázat se na elektronově deficitní karbonylový uhlík hlavního řetězce proteinu. Ionizace karbonylového kyslíku je stabilizována vytvořením dvou vodíkových vazeb na sousední hlavní řetězce N-vodíky. K tomu dochází v oxyaniontové díře. To vytváří čtyřboký adukt a rozbití peptidové vazby. Vytvoří se meziprodukt acyl-enzymu navázaný na serin a nově vytvořený amino-konec štěpeného proteinu může disociovat. Ve druhém reakčním kroku je molekula vody aktivována bazickým histidinem a působí jako nukleofil. Kyslík vody útočí na karbonylový uhlík seriny vázané acylové skupiny, což vede k tvorbě druhého čtyřbokého aduktu, regeneraci serinové -OH skupiny a uvolnění protonu, stejně jako fragmentu proteinu s nově vytvořeným karboxylem konec [5]
Isozymes
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Viz také
Reference
- ^ PDB: 1CHG; Freer ST, Kraut J, Robertus JD, Wright HT, Xuong NH (duben 1970). „Chymotrypsinogen: krystalová struktura 2,5 angstromu, srovnání s alfa-chymotrypsinem a důsledky pro aktivaci zymogenu“. Biochemie. 9 (9): 1997–2009. doi:10.1021 / bi00811a022. PMID 5442169.
- ^ Wilcox PE (1970). „[5] Chymotrypsinogeny - chymotrypsiny“. Chymotrypsinogeny - chymotrypsiny. Metody v enzymologii. 19. str. 64–108. doi:10.1016/0076-6879(70)19007-0. ISBN 978-0-12-181881-4.
- ^ Appel W (prosinec 1986). "Chymotrypsin: molekulární a katalytické vlastnosti". Clin. Biochem. 19 (6): 317–22. doi:10.1016 / S0009-9120 (86) 80002-9. PMID 3555886.
- ^ Berger A, Schechter I (únor 1970). „Mapování aktivního místa papainu pomocí peptidových substrátů a inhibitorů“. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 257 (813): 249–64. doi:10.1098 / rstb.1970.0024. PMID 4399049. S2CID 6877875.
- ^ A b Petsko, Gregory; Ringe, Dagmar (2009). Struktura a funkce proteinů. Oxford: Oxford University Press. str. 78–79. ISBN 978-0-19-955684-7.
Další čtení
- Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemie. San Francisco: W.H. Freemane. ISBN 0-7167-4684-0.
- Grisham CM, Reginald H (2005). Biochemie. Austrálie: Thomson Brooks / Cole. ISBN 0-534-49033-6.
externí odkazy
- The MEROPS online databáze peptidáz a jejich inhibitorů: S01.001
- Chymotrypsin v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
