Химотрипсин
| Химотрипсин | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура Bos taurus химотрипсиногена [1] | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.4.21.1 | ||
| Номер CAS. | 9004-07-3 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
| |||
| Химотрипсин С | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.4.21.2 | ||
| Номер CAS. | 9036-09-3 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| |||
Химотрипсин ( EC 3.4.21.1 , химотрипсины А и В, альфа-химар офт, авазим, химар, химотест, энзеон, кимар, химотраза, альфа-химар, альфа-химотрипсин А, альфа-химотрипсин) представляет собой пищеварительный ферментный компонент сока поджелудочной железы. действует в двенадцатиперстной кишке , где осуществляет протеолиз , расщепление белков и полипептидов. [2] Химотрипсин преимущественно расщепляет пептидные амидные связи, где боковая цепь аминокислоты, N-концевая по отношению к разрезаемой амидной связи (положение Р1 ) , представляет собой большую гидрофобную аминокислоту ( тирозин , триптофан и фенилаланин ). [3] Эти аминокислоты содержат ароматическое кольцо в боковой цепи , которое помещается в гидрофобный карман (положение S1 ) фермента. Он активируется в присутствии трипсина . Гидрофобная комплементарность и комплементарность формы между боковой цепью пептидного субстрата P 1 и полостью связывания фермента S 1 определяют субстратную специфичность этого фермента. [4] [5] Химотрипсин также с меньшей скоростью гидролизует другие амидные связи в пептидах, особенно те, которые содержат лейцин в положении P1 . [6]
Структурно это архетипическая структура своего надсемейства , PA клана протеаз .
Активация [ править ]
Химотрипсин синтезируется в поджелудочной железе. Его предшественником является химотрипсиноген . Трипсин активирует химотрипсиноген, расщепляя пептидные связи в положениях Arg15 – Ile16, и образует π-химотрипсин. В свою очередь, аминная группа (-NH3 + ) остатка Ile16 взаимодействует с боковой цепью Asp194, образуя «оксианионную дырку» и гидрофобный «карман S1». Более того, химотрипсин вызывает собственную активацию путем расщепления в положениях 14–15, 146–147 и 148–149, образуя α-химотрипсин (который более активен и стабилен, чем π-химотрипсин). [7] Полученная молекула представляет собой трехполипептидную молекулу , соединенную между собой дисульфидными связями .
Механизм действия и кинетика [ править ]
 | В этой статье отсутствует информация о том, на каком конкретном белке основана нумерация остатков (используйте шляпную примечание). ( июнь 2022 г. ) |
In vivo химотрипсин представляет собой протеолитический фермент ( сериновая протеаза ), действующий в пищеварительной системе многих организмов. Он облегчает расщепление пептидных связей за счет реакции гидролиза , которая, несмотря на термодинамическую выгодность, в отсутствие катализатора протекает крайне медленно. Основными субстратами химотрипсина являются пептидные связи, в которых N-концевой аминокислотой связи является триптофан, тирозин, фенилаланин или лейцин. Как и многие протеазы, химотрипсин также гидролизует амидные связи in vitro , что позволило использовать аналоги субстрата, такие как п-нитрофениламид N-ацетил-L-фенилаланина, для ферментных анализов.
Химотрипсин расщепляет пептидные связи, атакуя нереакционноспособную карбонильную группу мощным нуклеофилом, остатком серина 195, расположенным в активном центре фермента, который на короткое время становится ковалентно связанным с субстратом, образуя промежуточное соединение фермент-субстрат. Вместе с гистидином 57 и аспарагиновой кислотой 102 этот остаток серина составляет каталитическую триаду активного центра.Эти результаты основаны на анализах ингибирования и изучении кинетики расщепления вышеупомянутого субстрата с использованием того факта, что промежуточный продукт фермент-субстрат п -нитрофенолат имеет желтый цвет, что позволяет измерить его концентрацию путем измерения поглощения света при 410 нм.
Химотрипсиновый катализ гидролиза белкового субстрата (красный) осуществляется в два этапа. Во-первых, нуклеофильность Ser-195 усиливается за счет общеосновного катализа, при котором протон гидроксильной группы серина переносится на имидазольный фрагмент His-57 при его атаке на электронодефицитный карбонильный углерод основной белково-субстратной структуры. цепочка (1 лиц. шаг). Это происходит за счет согласованного действия трехаминокислотных остатков каталитической триады. Накопление отрицательного заряда на образовавшемся тетраэдрическом промежуточном продукте стабилизируется в оксианионной дырке активного центра фермента за счет образования двух водородных связей с соседними амидами-водородами основной цепи.
Имидазолиевый фрагмент His-57, образующийся на стадии k1, представляет собой обычный кислотный катализатор реакции k-1. Однако доказательства аналогичного общекислотного катализа реакции k2 (Tet2) [8] было оспорено; [9] по-видимому, вода передает протон уходящей группе амина.
Расщепление Tet1 (через k3) приводит к образованию ацильного фермента, который гидролизуется с помощью His-57, действующего как общее основание (kH2O) с образованием тетраэдрического промежуточного продукта, который расщепляется с регенерацией гидроксильной группы серина, а также фрагмента белка. с новообразованным карбоксильным концом.
Использует [ править ]
Медицинское использование
Химотрипсин использовался во время операции по удалению катаракты. [10] Он продавался под торговой маркой Zolyse. [11]
Изоферменты [ править ]
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ ВВП : 1CHG ; Фрир С.Т., Краут Дж., Робертус Дж.Д., Райт Х.Т., Сюонг Н.Х. (апрель 1970 г.). «Химотрипсиноген: кристаллическая структура 2,5 ангстрема, сравнение с альфа-химотрипсином и значение активации зимогена». Биохимия . 9 (9): 1997–2009. дои : 10.1021/bi00811a022 . ПМИД 5442169 .
- ^ Уилкокс Ч.П. (1970). «[5] Химотрипсиногены - химотрипсины». Химотрипсиногены — химотрипсины . Методы энзимологии. Том. 19. С. 64–108. дои : 10.1016/0076-6879(70)19007-0 . ISBN 978-0-12-181881-4 .
- ^ Коттен, Стивен В. (01 января 2020 г.), Кларк, Уильям; Марзинке, Марк А. (ред.), «Глава 33 - Оценка экзокринной функции поджелудочной железы» , Современная практика клинической химии (четвертое издание) , Academic Press, стр. 573–585, ISBN 978-0-12-815499-1 , получено 18 марта 2023 г.
- ^ Аппель В. (декабрь 1986 г.). «Химотрипсин: молекулярные и каталитические свойства». Клин. Биохим . 19 (6): 317–22. дои : 10.1016/S0009-9120(86)80002-9 . ПМИД 3555886 .
- ^ Бергер А, Шехтер I (февраль 1970 г.). «Картирование активного центра папаина с помощью пептидных субстратов и ингибиторов» . Филос. Пер. Р. Сок. Лонд. Б Биол. Наука . 257 (813): 249–64. Бибкод : 1970РСТБ.257..249Б . дои : 10.1098/rstb.1970.0024 . ПМИД 4399049 . S2CID 6877875 .
- ^ Коттен, Стивен В. (01 января 2020 г.), Кларк, Уильям; Марзинке, Марк А. (ред.), «Глава 33 - Оценка экзокринной функции поджелудочной железы» , Современная практика клинической химии (четвертое издание) , Academic Press, стр. 573–585, ISBN 978-0-12-815499-1 , получено 18 марта 2023 г.
- ^ Филлипс, Джо (2019). Основы энзимологии . ЭДТЕХ. п. 117. ИСБН 9781839471605 .
- ^ Фершт, Арканзас; Рекена, Ю. (1971). «Механизм катализируемого -химотрипсином гидролиза амидов. Зависимость kc и Km от pH». Дж. Ам. хим. Соц . 93 (25): 7079–87. дои : 10.1021/ja00754a066 . ПМИД 5133099 .
- ^ Зееберг, Б.; Касвелл, М.; Каплоу, М. (1973). «Относительно сообщаемого изменения на этапе, определяющем скорость химотрипсинового катализа». Дж. Ам. хим. Соц . 95 (8): 2734–5. дои : 10.1021/ja00789a081 . ПМИД 4694533 .
- ^ РИД Х. (апрель 1960 г.). «Химотрипсин в хирургии катаракты» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 82 (15): 767–70. ПМК 1938008 . ПМИД 14436866 .
- ^ «Окончательный список отозванных заявок на биологические продукты, которые были удалены из Оранжевой книги 23 марта | FDA» . www.fda.gov . Проверено 5 апреля 2024 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Страйер Л., Берг Дж.М., Тимочко Дж.Л. (2002). Биохимия . Сан-Франциско: WH Freeman. ISBN 0-7167-4684-0 .
- Гришэм CM, Реджинальд Х (2005). Биохимия . Австралия: Томсон Брукс/Коул. ISBN 0-534-49033-6 .
Внешние ссылки [ править ]
- Онлайн-база данных MEROPS Архивировано по пептидазам и их ингибиторам: S01.001. 15 сентября 2019 г. на Wayback Machine.
- Химотрипсин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
