Tripszin

  • 1 Funkció
  • 2 Ligand Kötés, valamint Katalízis
  • 3 a Rendelet
  • 4 Katalitikus Mechanizmus
    • 4.1 Oxyanion Lyuk
  • 5 Tripszin-BPTI komplex
  • 6 Képest Chymotrypsin, valamint Elasztáz
  • 7 3D struktúrák Tripszin

Függvény

Tripszin egy közepes méretű, gömbölyű fehérje, amely működik, mint egy hasnyálmirigy-szerin proteáz. Ez az enzim a lizin és az arginin aminosavmaradék C-terminális oldalán lévő peptidek hasításával hidrolizálja a kötéseket. Azt is kimutatták, hogy a hasítás nem következik be, ha a hasítási hely karboxil oldalán prolin maradék van. A tripszint először 1876-ban fedezte fel Kuhne, aki az enzim proteolitikus aktivitását vizsgálta. 1931-ben az enzimet Norotrop és Kunitz kristályosításával tisztították, majd 1974-ben meghatározták a tripszin háromdimenziós szerkezetét. Az 1990-es években felfedezték a tripszin szerepét az örökletes pancreatitisben és az azt okozó mutációban. Ma tripszin használják a fejlesztés a sejt-és szöveti protokollok, valamint az orvosi területen, hogy meghatározza a szerepét tripszin hasnyálmirigy betegségek.

Trypsinogen

Trypsinogen

  • Kationos tripszin vagy Tripszin-1-ben kifejezve a hasnyálmirigy. Lizint és arginint tartalmazó kötéseket hasít ki. Lásd kationos tripszin.
  • az anionos tripszin vagy a tripszin-2 a hasnyálmirigyben fejeződik ki. Lizint és arginint tartalmazó kötéseket hasít ki.
  • a Mezotripszin vagy a tripszin – 3 az agyban és a hasnyálmirigyben expresszálódik, és ellenáll a gyakori tripszin inhibitoroknak. Lizint és arginint tartalmazó kötéseket hasít ki.
  • a tripszinogén a tripszin prekurzor formája vagy zimogénje. A zimogének olyan enzim prekurzorok, amelyek a sejt lizoszómájában keletkeznek és szekretálódnak. A zimogének nem aktívak, amíg olyan kémiai folyamaton nem mennek keresztül, mint a hidrolízis, a hasítás vagy más hasítások, amelyek feltárják az aktív helyet. A zimogén prekurzor szükséges a sejtfehérjék elpusztításának megakadályozásához, valamint ahhoz, hogy az enzim csak megfelelő körülmények között legyen aktív állapotban. A tripszinogént kifejezetten a hasnyálmirigy exokrin sejtjeiben állítják elő. A hasnyálmirigy által szekretált tripszinogén három izoformája van. A prekurzor csak akkor aktiválódik, ha eléri a vékonybél lumenjét. Ez az aktiválás egy enteropeptidáz segítségével történik, majd az aktivált tripszin stimulálja több tripszinogén képződését. A szarvasmarha-tripszinogén szerkezetét a jobb oldali ábra mutatja .

a tripszin számos alkalmazással rendelkezik, mivel nagy mennyiségben könnyen tisztítható. A tripszin enzimet gyakran használják a fehérjék emésztésére szolgáló kutatási környezetben, majd a kapott peptideket tömegspektrometriával azonosítják. A tripszin számos felhasználási területe van az orvosi területen, mint például a vérrögök feloldása és a gyulladás kezelése. Egyéb alkalmazások közé tartozik a bébiétel előzetes emésztése, az ujjlenyomat-leolvasás és a szekvenálás, valamint a környezeti monitoring . További részletekért lásd:
Serine Proteases
Protease
Lotem haleva / test page
tripszin (Héber).

Ligandumkötés és katalízis

ennek a szarvasmarha-tripszinnek a szerkezetét a c20h29n5o2 képlettel , valamint két (kiemelt) és egy kalcium-ion (zöld) kombinációval határoztuk meg. . Az UB-THR 10 ligand kötődése magában foglalja a közvetlen . Az alábbi ábra ezt a kötést két dimenzióban mutatja.

a tripszin UB-THR 10-hez való kötődése némileg emulálja a kötődést a specifikus peptid szubsztrátjaihoz. A lizin vagy az arginin előnyben részesítése a tripszin katalízisben a tripszin összetételének köszönhető . Itt (zöld), az Asp 189 és a két jelentős glicin gerinc egyike, a Gly 216 kölcsönhatásba lép a ligandummal, mint az Arg vagy Lys.

az UB-THR 10

a kétdimenziós ábrázolása tripszin kötési ligandum UB-THR 10

a ; Az ASP 102, az ő 57, A Ser 195 pedig itt sárga színben jelenik meg, az aljzat közelében helyezkedik el. A katalitikusan aktív hisztidin és szerin oldalláncok az UB-THR 10-ben még egy amid kötés közelében is vannak, csakúgy, mint a peptid hidrolízisében megszakadt amid kötés. A Jmol-I FirstGlance szerint ezeknek a csoportoknak nincs kötődése a ligandumhoz, kivéve a kisebb van der Waal kölcsönhatásait a Hist 57-rel. Ha az UB-Thr 10 ligandum átmeneti állapot analóg lenne, a hidrogénkötések mellett néhány kovalens kapcsolat is létezne. Az UB-THR 10 szimulálja a szubsztrátot, de nem hidrolizál a két amidkötése egyikében sem, valószínűleg a peptid gerincének atipikus helyi ciklikus csoportjai miatt.

Szabályozás

a tripszin már régóta egyedülálló, mivel alloszterikusan szabályozott monomer . A 3D-s szerkezet megtekintésekor az alloszterikus látás valószínűleg a szubszit hurok, amely megkötheti a kalciumot. E rendelet mechanizmusának jobb megértése érdekében új, a kalciumhoz és más effektorokhoz kötődő és nem kötődő tripszin-szerű szerin-proteázok szerkezeti összehasonlításával kapcsolatos kutatásokat végeznek.

Catalytic Mechanism

Serine Protease Mechanism

Serine Protease Mechanism

Catalytic Triad

Catalytic Triad

The function of Trypsin is to break down peptides using a hydrolysis reaction into amino acid building blocks. Ez a mechanizmus egy általános katalitikus mechanizmus, amelyet minden szerin proteáz használ. Az aktív hely, ahol ez a mechanizmus a Tripszinben fordul elő, három aminosavból áll, amelyeket katalitikus triádnak neveznek. A három katalitikus maradék a szerin 195, a hisztidin 57 és az aszpartát 102 . A katalitikus triád és a mechanizmus szerkezete a jobb oldali ábrákon látható. A mechanizmusban a szerin a hisztidin imidazol gyűrűjéhez van kötve. Amikor a hisztidin elfogadja a protont a szerinből, alkoxid nukleofil képződik. Ez a nukleofil megtámadja az aljzatot, amikor a szubsztrát jelen van. Az aszpartátmaradék szerepe a hold hisztidin a megfelelő helyzetben, hogy jó proton-elfogadóvá váljon. Ami ezt a mechanizmust működteti, az az, hogy egy zseb, ha a három maradékból képződik, és a három maradék működik, hogy tartsa egymást megfelelő helyzetben a nukleofil támadáshoz. A mechanizmus lépései két tetraéderes intermediert és egy Acil-enzim intermediert tartalmaznak . A mechanizmust részletesebben a jobb oldali ábrán lehet követni .

Oxyanion lyuk

Az ebben a reakcióban kialakult fontos motívum egy oxianion lyuk. Ez a jobb oldali ábrán is látható . Ez az oxianionlyuk kifejezetten a szerin 195 és a glicin 193 amid hidrogénatomjai között alakult ki. Ez az oxianion lyuk stabilizálja a tetraéderes közbenső anyagot a negatív töltés eloszlása révén a hasadt amidra .

tripszin-bpti komplex

a tripszin gerincét rózsaszín és a tripszin inhibitort, a bpti-t sárga színben (PDB kód: 2ptc) mutatják. A maradványok zölden jelennek meg, a 14-38 maradványok közötti diszulfidkötést sárgán, a Lys 15 oldalláncot pedig rózsaszínben mutatják a specificitás helyén. Lásd még Ann Taylor 115.

A kimotripszinnel és Elasztázzal való összehasonlítás

tripszin, kimotripszin és elasztáz mind olyan emésztőenzim, amely a hasnyálmirigyben termelődik, és katalizálja a peptidkötések hidrolízisét. Ezen enzimek mindegyikének különböző sajátosságai vannak a peptidkötés melletti oldalláncok tekintetében. A kimotripszin a nagy hidrofób maradékot részesíti előnyben, a tripszin a pozitív töltésű maradékra specifikus, az elasztáz pedig egy kis semleges maradékot részesíti előnyben. A kimotripszin, a tripszin és az elasztáz olyan fehérjék, amelyek katalitikus mechanizmust tartalmaznak, és a szerin proteáz mechanizmus alkalmazásával hidrolizálják a peptideket. A kimotripszin és az elasztáz egyaránt a tripszin homológja, mivel szerkezete és összetétele 40% – ban azonos . Az ábrán látható szerkezetben az alfa hélixek kékek, a béta lapok zöldek, a maradék fehérje pedig piros. Az ábrán látható szerkezetben az alfa hélixek pirosak, a béta lapok sárgák, a maradék fehérje pedig narancssárga.

A rendkívüli hatékonyságát a Pin-II. proteináz inhibitor sans két kézirattár diszulfid kötések miatt fokozott rugalmasság, valamint a hidrogén-bond sűrűség a reaktív loop

Háttér: a Növény proteáz-Gátlók (Pi-k) vannak mindenütt, a növényvilág, s már széles körben tanulmányozták, mint a növény védelmi molekulák, amelyek gátolják a hidrolitikus enzimek (pl. színes darkmagenta) a rovar gut . A különböző PI családok közül a Serine pi Pin-II/Pot-II család figyelemre méltó szerkezeti és funkcionális sokszínűséget mutat gén – és fehérjeszinten . Seb, növényevő és stressz okozta up-szabályozás ezen pi egyértelműen összekapcsolják őket a növényvédelem . A transzgenikus rendszerekkel vagy in vivo tesztekkel végzett korábbi vizsgálatok pozitívan korreláltak a PIN-II Pi expresszió által a növényekben a rovarroham ellen nyújtott előnyökkel . A Pin-II PIs prekurzor fehérjéi 1-8-ból állnak, amelyeket proteolitikus-érzékeny linkerek kötnek össze, amelyek hasításkor IRD egységeket bocsátanak ki. (zöld színű), molekulatömege ~6 KDa. Az aa szekvencia IRDs mutatja variációk, ugyanakkor a (sárga színű). A Pin-II IRD egyik szerkezeti jellemzője egy rendezetlen hurok, hármas szálú β lapállvánnyal. A rendezetlen, oldószernek kitett reaktív hurkot a négy konzervált diszulfidkötés (C4-C41, C7-C25, C8-C37 és C14-C50) rögzíti . A négy diszulfidkötés közül a C8-C37 rendkívül kulcsfontosságúnak bizonyult az aktív konformáció fenntartásához, míg a C4-C41 fontos szerepet játszik a reaktív hurok rugalmasságának fenntartásában . Így a diszulfid kötés szelektív elvesztése várhatóan evolúciós jelentőséggel bír, ami az inhibitorok funkcionális differenciálódásához vezet .

funkcionalitás: Az aa variációk aktivitásra és szerkezeti stabilitásra gyakorolt hatásának felmérése érdekében különböző biokémiai vizsgálatokat és 20 ns MD szimulációt végeztek az IRD struktúrákon. Gátlás kinetikai vizsgálatok szigmoid mintázatot mutattak, az inhibitorok koncentrációjának növekedése reverzibilis és kompetitív gátlásra utal szoros kötéssel. Az IRD-9 a szarvasmarha-tripszin (IC50 ~0,0022 mM) erősebb inhibitorává vált, mint az IRD-7 (IC50 ~0,135 mM) és az IRD-12 (IC50 ~0,065 mM).

: A Pin-II Pi családhoz tartozó tipikus IRD szerkezetének megfelelően a CanPI előrejelzett struktúrái is vannak . Úgy gondolták, hogy a diszulfidkötések szerkezeti állványként működnek, hogy a reaktív helyet viszonylag merev konformációban tartsák, és termikus és proteolitikus stabilitást biztosítsanak. A szerkezetben egyetlen 310-spirál is jelen van, a rendezetlen hurkot az IRD-7 és -12 diszulfidkötése tartja, míg az IRD-9 molekulán belüli hidrogénkötések hálózata. (lazacban színezve) és (deeppinkben) 4 diszulfidkötéssel rendelkezik, míg (magentában) csak 2 diszulfidkötéssel rendelkezik. Továbbá a poszt-szimulációs vizsgálata, amely így a hidrogén kötések szemlélteti, hogy IRD-9-es, két diszulfid kötések (C7-C25, valamint C8-desztillációs maradékból származott c37) kevesebb, viszonylag nagyobb sűrűségű belüli molekuláris hidrogén kötések képest IRD-7 -12. Ezek az intramolekuláris hidrogénkötések helyettesíthetik az IRD-9 két Elveszett diszulfidkötését az aktív konformáció fehérjeszerkezetének stabilizálása érdekében, és megvédhetik a molekulákat a hidrofób összeomlástól. Az IRD-9-ben található két C7 és C8 cisztein helyébe lépő szerinmaradványok hozzájárulhatnak a hidrogénkötések számának növekedéséhez.

az IRD-hez kötött HaTry molekuláris modelljei számos atomi kölcsönhatást jósoltak az inhibitorok reaktív hurokjával, ami szintén magyarázta az oldószernek kitett reaktív hurok hozzájárulását. Számos hidrogénkötések a . A reaktív helyről származó ARG-39 két hidrogénkötést alakított ki a HaTry aktív hely maradványaival. Ban ben, oldalsó lánc LYS-39 maradék reaktív hurok alkotnak egy hidrogén kötés minden, a karboxil oxigén atom a HIS-50. Az MD szimulációk strukturális betekintést nyújtanak az Inter / intra molekuláris hidrogénkötések fontosságába, valamint annak a proteáz és a PI-k közötti kölcsönhatásra gyakorolt hatásába. Az elemzés eredményeit megerősítették a korábbi jelentésekkel. A szimuláció utáni elemzés a kötési affinitás kísérletileg megfigyelt növekedését is magyarázta,így az IRD-9 aktivitása a proteázok felé. Lásd még Ann Taylor 115.

tripszin 3D struktúrái

tripszin 3D struktúrák

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük