Tripsina

  • 1 Funcție
  • 2 legarea ligandului și cataliza
  • 3 regulament
  • 4 mecanism catalitic
    • 4.1 gaura Oxianion
  • 5 complex tripsină-BPTI
  • 6 comparație cu chimotripsina și elastaza
  • 7 structuri 3D ale tripsinei

funcția

tripsina este o proteină globulară de dimensiuni medii care funcționează ca o serină protează pancreatică. Această enzimă hidrolizează legăturile prin scindarea peptidelor pe partea C-terminală a reziduurilor de aminoacizi lizină și arginină. De asemenea, s-a demonstrat că scindarea nu va avea loc dacă există un reziduu de prolină pe partea carboxilică a locului de scindare. Tripsina a fost descoperită pentru prima dată în 1876 de Kuhne, care a investigat activitatea proteolitică a enzimei. În 1931 enzima a fost purificată prin cristalizare de către Norothrop și Kunitz și mai târziu în 1974 a fost determinată structura tridimensională a tripsinei. De-a lungul anilor 1990 a fost descoperit rolul tripsinei în pancreatita ereditară și mutația care o provoacă. Astăzi tripsina este utilizată în dezvoltarea protocoalelor celulare și tisulare, precum și în domeniul medical pentru a determina rolul tripsinei în bolile pancreatice.

Trypsinogen

Trypsinogen

  • tripsina cationică sau tripsina-1 este exprimată în pancreas. Scindează legăturile care implică lizină și arginină. Vezi tripsina cationică.
  • tripsina anionică sau tripsina-2 este exprimată în pancreas. Scindează legăturile care implică lizină și arginină.Mesotripsina sau tripsina – 3 este exprimată în creier și pancreas și este rezistentă la inhibitorii comuni de tripsină. Scindează legăturile care implică lizină și arginină.
  • tripsinogenul este forma precursoare sau zymogenul tripsinei. Chimogenii sunt precursori enzimatici care sunt produși și secretați în lizozomul celulei. Chimogenii nu sunt activi până când nu trec printr-un proces chimic, cum ar fi hidroliza, scindarea sau alte clivaje care dezvăluie situl activ. Precursorul zymogen este necesar pentru a preveni distrugerea proteinelor celulare și pentru a permite enzimei să fie în stare activă numai atunci când este în condiții adecvate. Tripsinogenul este produs în mod specific în celulele exocrine ale pancreasului. Există trei izoforme de tripsinogen care sunt secretate de pancreas. Precursorul este activat numai atunci când ajunge la lumenul intestinului subțire. Această activare are loc prin intermediul unei enteropeptidaze și, odată activată, tripsina stimulează formarea mai multor tripsinogeni. Structura Tripsinogenului bovin este prezentată în figura din dreapta .

tripsina are multe aplicații datorită faptului că este ușor de purificat în cantități mari. Enzima tripsină este adesea utilizată în cadrul cercetării pentru a digera proteinele și apoi pentru a identifica peptidele rezultate folosind spectrometrie de masă. Tripsina are multe utilizări în domeniul medical, cum ar fi dizolvarea cheagurilor de sânge și tratarea inflamației. Alte aplicații includ utilizarea sa în pre-digerarea alimentelor pentru copii, amprentarea și secvențierea muncii și monitorizarea mediului . Pentru detalii suplimentare a se vedea
Serin proteaze
protează
Lotem haleva/pagina de testare
tripsina (Ebraică).

legarea ligandului și cataliza

structura acestei tripsine bovine a fost determinată în complex cu formula C20H29N5O2 , împreună cu două (evidențiate) și un ion de calciu (verde). . Legarea ligandului UB-THR 10 implică, direct . Figura de mai jos prezintă această legare în două dimensiuni.

legarea tripsinei la UB-THR 10 emulează oarecum legarea la substraturile sale peptidice specifice. Preferința pentru lizină sau arginină în cataliza tripsinei se datorează compoziției tripsinei . Aici (verde), Asp 189 și unul dintre cele două coloane glicinice semnificative, Gly 216, interacționează cu ligandul așa cum ar face cu Arg sau Lys.

o reprezentare bidimensională a ligandului de legare a tripsinei UB-THR 10

A reprezentarea bidimensională a ligandului de legare a tripsinei UB-thr 10

; Asp 102, 57 și Ser 195, prezentate aici în galben, sunt poziționate lângă substrat. Lanțurile laterale de histidină și serină active catalitic sunt chiar lângă o legătură amidică în UB-THR 10, la fel ca legătura amidică ruptă în hidroliza peptidică. Potrivit FirstGlance în Jmol, nu există nicio legătură a acestor grupuri cu ligandul, în afară de interacțiunile minore ale lui van der Waal cu Hist 57. Dacă ligandul UB-Thr 10 ar fi un analog al stării de tranziție, ar exista o conexiune covalentă pe lângă legăturile de hidrogen. UB-THR 10 simulează substratul, dar nu hidrolizează la niciuna dintre cele două legături amidice ale sale, probabil datorită grupărilor ciclice locale atipice ale coloanei vertebrale peptidice.

Regulamentul

tripsina a fost mult timp cunoscut ca unic prin faptul că este un monomer reglat alosteric . În vizualizarea structurii 3D, vederea alosterică pare să fie cel mai probabil bucla subsită, care poate lega calciul. Noi cercetări care implică comparații structurale ale serin proteazelor asemănătoare tripsinei legate și nelegate de calciu și alți efectori se fac pentru a înțelege mai bine mecanismul acestei reglementări.

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. Acest mecanism este un mecanism catalitic general pe care îl utilizează toate Serin proteazele. Locul activ în care acest mecanism apare în tripsină este compus din trei aminoacizi și numit triadă catalitică. Cele trei reziduuri catalitice sunt Serina 195, histidina 57 și aspartatul 102 . Structura triadei catalitice și mecanismul sunt prezentate în figurile din dreapta. În mecanism, Serina este legată de inelul imidazol al histidinei. Când histidina acceptă un proton din serină, se formează un nucleofil alcoxid. Acest nucleofil atacă substratul atunci când substratul este prezent. Rolul reziduului de aspartat este țineți histidina în poziția corectă pentru a-l face un bun acceptor de protoni. Ceea ce face ca acest mecanism să funcționeze este că un buzunar dacă este format din cele trei reziduuri și cele trei reziduuri funcționează pentru a se menține reciproc în poziția corectă pentru atacul nucleofil. Etapele mecanismului implică doi intermediari tetraedrici și un intermediar acil-enzimă . Mecanismul poate fi urmărit mai detaliat în figura din dreapta .

gaura de Oxianion

un motiv important care se formează în această reacție este o gaură de oxianion. Acest lucru este prezentat și în figura din dreapta . Această gaură de oxianion este formată în mod specific între atomii de hidrogen amidă ai serinei 195 și glicinei 193. Această gaură de oxianion stabilizează intermediarul tetraedric prin distribuția sarcinii negative către amidida scindată .

complexul tripsină-BPTI

coloana vertebrală a tripsinei este prezentată în roz și inhibitorul de tripsină, BPTI, în galben (Cod PDB 2ptc). Reziduurile sunt prezentate în verde, legătura disulfurică dintre reziduurile 14-38 este prezentată în galben și lanțul lateral Lys 15 la locul specificității în roz. A se vedea, de asemenea, Ann Taylor 115.

comparație cu chimotripsina și elastaza

tripsina, chimotripsina și elastaza sunt toate enzime digestive care sunt produse în pancreas și catalizează hidroliza legăturilor peptidice. Fiecare dintre aceste enzime are specificități diferite în ceea ce privește lanțurile laterale de lângă legătura peptidică. Chimotripsina preferă un reziduu hidrofob mare, tripsina este specifică pentru un reziduu încărcat pozitiv, iar elastaza preferă un reziduu neutru mic. Chimotripsina, tripsina și elastaza sunt toate proteinele care conțin un mecanism catalitic și peptide hidrolizate folosind mecanismul serin proteazei. Chimotripsina și elastaza sunt ambii omologi ai tripsinei, deoarece sunt 40% asemănători în structură și compoziție . În structura prezentată, helicele alfa sunt albastre, foile beta sunt verzi, iar restul proteinei este roșu. În structura prezentată, helicele alfa sunt în roșu, foile beta sunt galbene, iar restul proteinei este portocaliu.eficiența remarcabilă a unui inhibitor de proteinază Pin-II fără două legături disulfurice conservate se datorează flexibilității sporite și densității legăturii de hidrogen în bucla reactivă

fundal: inhibitorii proteinazei vegetale (PIs) sunt omniprezenți în regnul vegetal și au fost studiați pe larg ca molecule de apărare a plantelor, care inhibă enzimele hidrolitice (de exemplu , colorate în întuneric) ale intestinului insectelor . Dintre diferitele familii de PI, familia serină PI Pin-II/Pot-II prezintă o diversitate structurală și funcțională remarcabilă la nivel de genă și proteină . Rana, erbivorul și stresul indus de reglarea acestor PIs le leagă în mod clar de apărarea plantelor . Studiile anterioare folosind sisteme transgenice sau teste in vivo au corelat pozitiv avantajul oferit de expresia pi Pin-II la plante împotriva atacului insectelor . Proteinele precursoare ale PIs Pin-II constau din 1 – până la 8-conectate prin legături sensibile proteolitice, care eliberează unități IRD la scindare. (colorat în verde) cu o masă moleculară de ~6 KDa. Secvența aa A IRDs prezintă variații, în același timp (colorate în galben) . O caracteristică structurală a Pin-II IRD este o buclă dezordonată cu eșafod de tablă triplă catenară de la clasa a VIII-a. Bucla reactivă expusă la solvent dezordonată este ancorată de cele patru legături disulfidice conservate (C4-C41, C7-C25, c8-C37 și C14-C50) . Dintre cele patru legături disulfidice, C8-C37 s-a dovedit a fi foarte crucial pentru menținerea conformației active, în timp ce C4-C41 are un rol important în menținerea flexibilității buclei reactive . Astfel, se așteaptă ca orice pierdere selectivă a legăturii disulfidice să aibă o semnificație evolutivă care să conducă la diferențierea funcțională a inhibitorilor .

funcționalitate: Pentru a evalua efectul variațiilor aa asupra activității și stabilității structurale au fost efectuate diferite studii biochimice și 20 de simulări NS MD asupra structurilor IRD. Inhibiție studiile cinetice au prezentat un model sigmoidal cu concentrații crescânde ale inhibitorilor sugerând inhibiție reversibilă și competitivă cu legare strânsă. IRD-9 sa dovedit a fi un inhibitor mai puternic al tripsinei bovine (IC50 ~0,0022 mM) decât IRD-7 (IC50 ~0,135 mM) și IRD-12 (IC50 ~0,065 mM).

: În conformitate cu structura unui IRD tipic aparținând familiei Pin-II PI, structurile prezise ale CanPI au, de asemenea . S-a crezut că legăturile disulfidice acționează ca schelă structurală pentru a menține locul reactiv într-o conformație relativ rigidă și asigură stabilitate termică și proteolitică. O singură helix 310 a unei viraje este de asemenea prezentă în structură, bucla dezordonată este ținută de legătura disulfurică în IRD-7 și -12, în timp ce de o rețea de legături intra-moleculare de hidrogen în IRD-9. (colorat în somon) și (în adâncroz) au 4 legături disulfidice, în timp ce (în magenta) are doar 2 legături disulfidice. Mai mult, Analiza post-simulare a legăturilor de hidrogen intramoleculare a ilustrat faptul că IRD-9 cu două legături disulfidice (C7-C25 și C8-C37) mai puțin, are o densitate relativ mai mare a legăturilor de hidrogen intra-molecular în comparație cu IRD-7 și -12. Aceste legături intramoleculare de hidrogen ar putea înlocui cele două legături disulfidice pierdute ale IRD-9 pentru a stabiliza structura proteinei în conformația activă și ar putea proteja moleculele de un colaps hidrofob. Reziduurile de serină înlocuite în locul a două cisteine C7 și C8 în IRD-9 pot contribui la creșterea numărului de legături de hidrogen.

modelele moleculare ale HaTry legat de IRD au prezis mai multe interacțiuni atomice cu o buclă reactivă de inhibitori care au explicat, de asemenea, contribuția buclei reactive expuse la solvent. Există mai multe legături de hidrogen în . ARG – 39 din situl reactiv a format două legături de hidrogen cu reziduurile sitului activ HaTry. În, lanț lateral de LYS-39 reziduuri de buclă reactivă formează o legătură de hidrogen fiecare, cu atom de oxigen carboxil al lui-50. Simulările MD oferă o perspectivă structurală asupra importanței legăturilor de hidrogen molecular inter / intra și a efectului său asupra interacțiunii dintre protează și IP. Rezultatele acestei analize au fost coroborate cu rapoartele anterioare. Analiza post-simulare a explicat, de asemenea, creșterea observată experimental a afinității de legare, deci activitatea IRD-9 față de proteaze. A se vedea, de asemenea, și Ann Taylor 115.

structuri 3D de tripsină

structuri 3D de tripsină

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *