Papain - Papain
Cysteinová proteáza z rodiny papainů | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() Papain od Carica papája | |||||||||
Identifikátory | |||||||||
Symbol | Peptidáza_C1 | ||||||||
Pfam | PF00112 | ||||||||
InterPro | IPR000668 | ||||||||
STRÁNKA | PDOC00126 | ||||||||
SCOP2 | 1aec / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
|
papain | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identifikátory | |||||||||
EC číslo | 3.4.22.2 | ||||||||
Číslo CAS | 9001-73-4 | ||||||||
Databáze | |||||||||
IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
PRIAM | profil | ||||||||
PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
|
Papain, také známý jako papája proteináza I, je cysteinová proteáza (ES 3.4.22.2 ) enzym předložit papája (Carica papája) a horská papája (Vasconcellea cundinamarcensis).
Papainova rodina
Papain patří do rodiny příbuzných proteinů s širokou škálou aktivit, včetně endopeptidázy, aminopeptidázy, dipeptidyl peptidázy a enzymy s aktivitou exo i endopeptidázy.[1] Členové rodiny papainů jsou velmi rozšířeni a nacházejí se v bakuloviry,[2] eubakterie, kvasinky a prakticky všechny prvoky, rostliny a savci.[1] Proteiny jsou typicky lysozomální nebo vylučované a proteolytické štěpení propeptid je vyžadován pro aktivaci enzymu, ačkoli bleomycin hydroláza je cytosolická u hub a savců.[3] Cysteinové proteinázy podobné papainu jsou v podstatě syntetizovány jako neaktivní proenzymy (zymogeny ) s N-terminální propeptidové oblasti. Proces aktivace těchto enzymů zahrnuje odstranění propeptidových oblastí, které plní řadu funkcí in vivo a in vitro. Pro-oblast je nutná pro správné složení nově syntetizovaného enzymu, inaktivaci peptidázové domény a stabilizaci enzymu proti denaturaci při neutrálním až alkalickém pH. Aminokyselinové zbytky v pro-oblasti zprostředkovávají jejich membránovou asociaci a hrají roli v transportu proenzymu do lysozomů. Mezi nejvýznamnější vlastnosti propeptidů patří jejich schopnost inhibovat aktivitu jejich příbuzných enzymů a to, že určité propeptidy vykazují vysokou selektivitu pro inhibici peptidáz, ze kterých pocházejí.[4]
Struktura
Papainový prekurzorový protein obsahuje 345 aminokyselinových zbytků,[5] a skládá se ze signální sekvence (1-18), a propeptid (19-133) a zralý peptid (134-345). Počet aminokyselin je založen na zralém peptidu. Protein je stabilizován třemi disulfidové můstky. Jeho trojrozměrná struktura se skládá ze dvou odlišných strukturální domény s rozštěpem mezi nimi. Tato rozštěp obsahuje Aktivní stránky, který obsahuje katalytický dyad, který byl přirovnáván k katalytická triáda z chymotrypsin. Katalytický dyad je tvořen aminokyselinami cystein-25 (ze kterých získává klasifikaci) a histidin-159. Předpokládalo se, že aspartát-158 hraje roli obdobnou roli aspartátu v EU serinová proteáza katalytická triáda, ale od té doby byla vyvrácena.[6]
Funkce
Mechanismus, kterým se papain rozpadá peptidové vazby zahrnuje použití katalytického dyadu s deprotonovaným cysteinem.[7] Blízký Asn-175 pomáhá orientovat imidazol kruhem His-159, aby mohl deprotonovat katalytický Cys-25. Tento cystein poté provede a nukleofilní útok na karbonylový uhlík peptidové páteře. Tím se vytvoří kovalentní meziprodukt acyl-enzym a uvolní se amino-konec peptidu. Enzym je deacylován molekulou vody a uvolňuje karboxyterminální část peptidu. V imunologii je známo, že papain štěpí Fc (krystalizovatelnou) část imunoglobuliny (protilátky) z části Fab (vázající antigen).
Papain je relativně tepelně odolný enzym s optimálním teplotním rozsahem 60 až 70 ° C.[8]
Papain dává přednost štěpení po arginin nebo lysin předchází a hydrofobní jednotka (Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Tyr ) a není následován a valin.[9]
Použití
![]() | Tato sekce potřebuje další citace pro ověření.únor 2014) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
Papain rozkládá tvrdá masná vlákna a používá se od doby před evropským kontaktem k ochucení masa konzumovaného v její rodné Jižní Americe. Maskovací látky v práškové formě s papainem jako aktivní složkou jsou široce prodávané.
Papain lze použít k disociaci buněk v prvním kroku buněčná kultura přípravky. Desetiminutové ošetření malých kousků tkáně (méně než 1 mm3) umožní papainu začít štěpit molekuly extracelulární matrice, které drží buňky pohromadě. Po deseti minutách by měla být tkáň ošetřena roztokem inhibitoru proteázy, aby se zastavil účinek proteázy. Neopracovaná aktivita papainu povede k úplné lýze buněk. Tkáň tedy musí být triturován (rychle prošel nahoru a dolů skrz Pasteurova pipeta ) rozbít kousky tkáně do jednoho buněčná suspenze.
Používá se také jako přísada do různých enzymatický debridement přípravky, zejména Accuzyme. Používají se při péči o některé chronické rány k čištění odumřelé tkáně.
Papain se přidává do některých zubních past a mátových sladkostí jako bělící prostředek na zuby. Jeho bělící účinek je však minimální, protože papain je přítomen v nízkých koncentracích a je rychle zředěn slinami. Trvalo několik měsíců používání, aby mělo znatelný účinek.[10]
Papain je hlavní složkou Papacarie, gelu používaného pro chemomechaniku zubní kaz odstranění. To nevyžaduje vrtání a nezasahuje do pevnosti vazby výplňových materiálů k dentin.[11]
Je známo, že papain interferuje s močí lék testy pro kanabinoidy.[12] Nachází se v některých drogových detoxikačních produktech.
Nedávno bylo prokázáno, že k sestavení lze použít papain tenké filmy z Titania použito v fotovoltaické články.[13]
Papain byl také použit k vytvoření modelu degenerovaného onemocnění disku k hodnocení různých typů injekčních terapií.[14][15]
Imunoglobuliny

An protilátka štěpený papainem poskytuje tři fragmenty: dva 50 kDa Fab fragmenty a jeden 50 kDa Fc fragment. Protilátka natrávená papainem není schopna se propagovat aglutinace, srážky, opsonizace, a lýza.
Výroba
Papain se obvykle vyrábí jako surový, sušený materiál sbíráním latex z ovoce stromu papáji. Latex se shromažďuje po bodnutí hrdla ovoce, kde může buď na ovoci uschnout, nebo odkapat do nádoby. Tento latex se poté dále suší. Nyní je klasifikován jako sušený surový materiál. K odstranění kontaminujících látek je nezbytný krok čištění. Toto čištění spočívá v solubilizaci a extrakci aktivního systému enzymu papain prostřednictvím procesu registrovaného vládou. Tento čištěný papain může být dodáván jako prášek nebo jako kapalina.
Omezení USA týkající se marketingu
23. září 2008, USA Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) varovala společnosti, aby zastavily marketing oční vyvážené solné roztoky a topické léčivé přípravky obsahující papain do 4. listopadu 2008. FDA uvedla: „Léčivé přípravky obsahující papain v topické formě byly historicky uváděny na trh bez schválení ...“.[16] Podle prohlášení FDA na toto téma: „Tyto neschválené produkty ohrožují zdraví spotřebitelů, od zpráv o trvalé ztrátě zraku s neschválenými vyváženými solnými roztoky až po vážný pokles krevního tlaku a zvýšenou srdeční frekvenci z aktuálních produktů papainu,“ řekl Janet Woodcock, ředitel pro Centrum pro hodnocení a výzkum drog.
Neschválené lokální produkty papainu
Topické léčivé masti obsahující papain se používají k odstranění mrtvé nebo kontaminované tkáně u akutních a chronických lézí, jako jsou diabetické vředy, dekubity, křečové vředy a traumatické infikované rány. Obchodní názvy těchto produktů zahrnují Accuzyme, Allanfil, Allanzyme, Ethezyme, Gladase, Kovia, Panafil, Pap Urea a Ziox. Další produkty jsou prodávány pod názvy účinných látek, například masti z papain-močoviny.
V roce 2008 FDA oznámila svůj záměr přijmout opatření proti těmto výrobkům, protože obdržela zprávy o závažných nežádoucích příhodách u pacientů užívajících přípravky obsahující papain. Zprávy zahrnovaly hypersenzitivní (alergické) reakce, které vedly k hypotenzi (nízkému krevnímu tlaku) a tachykardie (rychlá srdeční frekvence). Kromě toho mohou být lidé alergičtí na latex také alergičtí na papáji, zdroj papainu, z čehož vyplývá, že lidé s citlivostí na latex mohou být vystaveni zvýšenému riziku, že budou trpět nežádoucími reakcemi na topický produkt obsahující papain.
FDA doporučil, aby lidé s obavami z používání topických přípravků na papain kontaktovali svého poskytovatele zdravotní péče o ukončení užívání.
Lidské cysteinové proteázy z rodiny papainů
CTSB; C TSC; CTSF; CTSH; CTSK; CTSL1; CTSL2;CTSL3; CTSO; CTSS; CTSW; CTSZ.
Viz také
Reference
- ^ A b Rawlings ND, Barrett AJ (1994). "Rodiny cysteinových peptidáz". Metody v enzymologii. 244: 461–86. doi:10.1016/0076-6879(94)44034-4. PMC 7172846. PMID 7845226.
- ^ Rawlings ND, Barrett AJ (únor 1993). "Evoluční rodiny peptidáz". The Biochemical Journal. 290 (Pt 1): 205–18. doi:10.1042 / bj2900205. PMC 1132403. PMID 8439290.
- ^ Sebti SM, DeLeon JC, Lazo JS (červenec 1987). "Čištění, charakterizace a aminokyselinové složení králičí plicní bleomycin hydrolázy". Biochemie. 26 (14): 4213–9. doi:10.1021 / bi00388a006. PMID 3117099.
- ^ Yamamoto Y, Kurata M, Watabe S, Murakami R, Takahashi SY (duben 2002). „Nové inhibitory cysteinové proteinázy homologní s proregiony cysteinových proteináz“. Současná věda o proteinech a peptidech. 3 (2): 231–8. doi:10.2174/1389203024605331. PMID 12188906.
- ^ „UniProt P00784: Prekurzor Papainu - Carica papája (Papája)". UniProtKB.
- ^ Ménard R, Khouri HE, Plouffe C, Dupras R, Ripoll D, Vernet T a kol. (Červenec 1990). "Studie proteinového inženýrství o úloze aspartátu 158 v katalytickém mechanismu papainu". Biochemie. 29 (28): 6706–13. doi:10.1021 / bi00480a021. PMID 2397208.
- ^ Shokhen M, Khazanov N, Albeck A (prosinec 2009). „Výzva pro paradigma: teoretické výpočty stavu protonace katalytické dyady Cys25-His159 ve volném papainu“. Proteiny. 77 (4): 916–26. doi:10,1002 / prot.22516. PMC 2767454. PMID 19688822.
- ^ "Datový list - Papain". Archivovány od originál dne 2014-07-15. Citováno 2010-08-08.
- ^ "Papain - selektivní proteolytické enzymy". Sigma-Aldrich. Citováno 2. srpna 2020.
- ^ Chakravarthy P, Acharya S (říjen 2012). "Účinnost odstraňování vnějších skvrn pomocí nového zubního čističe obsahujícího výtažky z papainu a bromelainu". Journal of Young Pharmacists. 4 (4): 245–9. doi:10.4103/0975-1483.104368. PMC 3573376. PMID 23493413.
- ^ Lopes MC, Mascarini RC, da Silva BM, Flório FM, Basting RT (2007). „Vliv gelu na bázi papainu pro chemomechanické odstranění zubního kazu na pevnost smykové vazby dentinu“. Journal of Dentistry for Children. 74 (2): 93–7. PMID 18477426.
- ^ Burrows DL, Nicolaides A, Rice PJ, Dufforc M, Johnson DA, Ferslew KE (červenec 2005). „Papain: nová cizoložka moči“. Journal of Analytical Toxicology. 29 (5): 275–95. doi:10.1093 / jat / 29.5.275. PMID 16105251.
- ^ Bawazer LA, Ihli J, Levenstein MA, Jeuken LJ, Meldrum FC, McMillan DG (červen 2018). „Enzymaticky řízená biomimetická syntéza tenkých vrstev titan / protein hybridní“ (PDF). Journal of Materials Chemistry B. 6 (23): 3979–3988. doi:10.1039 / C8TB00381E. PMID 32254326.
- ^ Chan SC, Bürki A, Bonél HM, Benneker LM, Gantenbein-Ritter B (březen 2013). „Papainem indukovaný model degenerace disku in vitro pro studium injekční terapie nukleus pulposus“. The Spine Journal. 13 (3): 273–83. doi:10.1016 / j.spinee.2012.12.007. PMID 23353003.
- ^ Roberts S, Menage J, Sivan S, Urban JP (únor 2008). "Bovinní explantátový model degenerace meziobratlové ploténky". Poruchy svalové a kosterní soustavy BMC. 9 (1): 24. doi:10.1186/1471-2474-9-24. PMC 2266744. PMID 18298830.
- ^ Shuren J (2008-09-22). „Aktuální drogové produkty obsahující papain; data vymáhání“ (PDF). United States Food and Drug Administration, Department of Health and Human Services. Archivovány od originál (PDF) dne 1. března 2017.
externí odkazy
- The MEROPS online databáze peptidáz a jejich inhibitorů: C01.001
- Papain v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
- drogová digesce - informace o papinovi
- Papainové aplikace, inhibitory a substráty
- Datový list - Papain od BIOZYM
- Papain na Proteopedia (wiki s více specifickými informacemi o proteinu)
- Přehled všech strukturálních informací dostupných v PDB pro UniProt: P00784 (Papain) u PDBe-KB.