Пролилизомераза
| Пептидилпролилизомераза | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 5.2.1.8 | ||
| Номер CAS. | 95076-93-0 | ||
| 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 | ||
| |||
| Пептидил-пролил-цис-транс-изомераза PpiC-типа | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | PPIase_PpiC | ||
| Пфам | PF00639 | ||
| ИнтерПро | IPR000297 | ||
| PROSITE | PDOC00840 | ||
| Мембраном | 599 | ||
| |||
Пролилизомераза (также известная как пептидилпролилизомераза или PPIase ) представляет собой фермент ( EC 5.2.1.8 ), обнаруженный как у прокариот , так и у эукариот, который осуществляет взаимное преобразование цис- и транс -изомеров пептидных связей с аминокислотой пролином . [ 1 ] Пролин имеет необычно конформационно ограниченную пептидную связь из-за своей циклической структуры, в которой боковая цепь связана с азотом вторичного амина . Большинство аминокислот имеют сильное энергетическое предпочтение конформации транс- пептидной связи из-за стерических препятствий , но необычная структура пролина стабилизирует цис -форму, так что оба изомера заселяются в биологически значимых условиях. Белки с пролилизомеразной активностью включают циклофилин , FKBP и парвулин пролилиизомеразы , хотя более крупные белки также могут содержать домены .
Складывание белка
[ редактировать ]Пролин уникален среди природных аминокислот, поскольку имеет относительно небольшую разницу в свободной энергии между цис -конфигурацией его пептидной связи и более распространенной транс- формой. Энергия активации, необходимая для катализа изомеризации цис- и транс-цис, относительно высока: ~ 20 ккал / моль ( ср. ~ 0 ккал / моль для обычных пептидных связей). В отличие от обычных пептидных связей, пептидная связь X-пролила не принимает заданную конформацию спонтанно, поэтому процесс цис-транс -изомеризации может быть стадией, лимитирующей скорость в процессе сворачивания белка . Таким образом, пролилизомеразы действуют как шапероны сворачивания белков . Цис- пептидные связи, N-концевые с остатками пролина, часто располагаются в первых остатках определенных типов крутых поворотов в основной цепи белка. К белкам, содержащим структурные цис -пролины в нативном состоянии, относятся рибонуклеаза А , рибонуклеаза Т1 , бета-лактамазы , циклофилин и некоторые интерлейкины .
Складывание пролилизомеразы может быть автокаталитическим , поэтому скорость сворачивания зависит от концентрации реагента. Считается, что парвулин и цитозольный FKBP человека катализируют собственные процессы сворачивания.
Доказательства изомеризации пролина
[ редактировать ]Методы выявления наличия ограничивающего скорость процесса изомеризации пролина в процессе сворачивания белка включают:
- Энергии активации соответствуют изомеризации пролина, активация которой обычно составляет около 20 ккал/моль.
- сворачивания в двух состояниях Кинетика указывает на наличие как быстросворачивающихся, так и медленно сворачивающихся популяций в развернутом или денатурированном состоянии.
- Анализы «двойного прыжка», в которых пролинсодержащие белки разворачиваются и повторно сворачиваются, а популяция ненативных конформаций пролина изучаются в зависимости от степени сворачивания.
- Ускорение скорости сворачивания in vitro за счет добавления пролилизомеразы.
- Ускорение скорости сворачивания in vitro в мутантных вариантах белка с заменой одного или нескольких остатков пролина другой аминокислотой.
Важно отметить, что не каждая пептидная связь пролина имеет решающее значение для структуры или функции белка, и не каждая такая связь оказывает существенное влияние на кинетику сворачивания, особенно транс -связи. Более того, некоторые пролилизомеразы обладают определенной степенью специфичности последовательности и, следовательно, могут не катализировать изомеризацию пролинов в определенных контекстах последовательности.
Анализы активности пролилизомеразы
[ редактировать ]Активность пролил-изомеразы была впервые обнаружена с помощью анализа на основе химотрипсина . Протеолитический фермент химотрипсин обладает очень высокой субстратной специфичностью к пептиду из четырех остатков Ala - Ala - Pro - Phe только тогда, когда пролиновая пептидная связь находится в транс -состоянии. Добавление химотрипсина к раствору, содержащему репортерный пептид с этой последовательностью, приводит к быстрому расщеплению около 90% пептидов, тогда как пептиды с цис- пролиновыми связями - около 10% в водном растворе - расщепляются со скоростью, ограниченной некаталитической изомеризацией пролина. . Добавление потенциальной пролилиизомеразы ускорит эту последнюю фазу реакции, если она обладает истинной пролилизомеразной активностью.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фишер Г., Шмид FX (1990). «Механизм сворачивания белка. Значение моделей рефолдинга in vitro для сворачивания и транслокации белка de novo в клетке». Биохимия . 29 (9): 2205–2212. дои : 10.1021/bi00461a001 . ПМИД 2186809 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бальбах Дж., Шмид FX (2000). «Изомеризация пролина и его катализ при сворачивании белка». В боли Р.Х. (ред.). Механизмы сворачивания белков (2-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-963788-1 .
- Фишер Г., Банг Х., Мех С. (1984). «[Определение ферментативного катализа цис-транс-изомеризации связывания пептидов в пролинсодержащих пептидах]». Биомед. Биохим. Акта (на немецком языке). 43 (10): 1101–11. ПМИД 6395866 .
