Himotripsin
| Himotripsin | |
|---|---|
 | |
| Identifikatori | |
| Simbol | ? |
| CAS broj | |
| Hmotripsin C | |
|---|---|
| Identifikatori | |
| Simbol | ? |
| CAS broj | |
Himotripsin (EC 3.4.21.1), himotripsini A i B, alfa-himar ofth, avazim, himar, himotest, enzeon, himotraza, alfa-himar, alfa-himotripsin A, alfa-himotripsin) je probavni enzim, komponenta pankreasnog soka koja djeluje u dvanaestopalačnom crijevu, gdje vrši proteolizu, razgradnju proteina i polipeptida.[2] Himotripsin preferencijalno cijepa peptidne amidne veze gdje je bočni lanac aminokiseline N-terminalno u odnosu na cijepanu amidnu vezu (P1 pozicija) velika hidrofobna aminokiselina (tirozin, triptofan i fenilalanin).[3] Ove aminokiseline sadrže aromatski prsten u svom bočnom lancu koji se uklapa u hidrofobni džep (S1 položaj) enzima. Aktivira se u prisustvu tripsina. Hidrofobna i komplementarnost oblika između bočnog lanca peptida supstrat P1 i šupljine za vezivanje enzima S1 objašnjava specifičnost supstrata ovog enzima.[4][5] Himotripsin također hidrolizira druge amidne veze u peptidima sporijim brzinama, posebno one koje sadrže leucin na P1 poziciji.[3] Strukturno, to je arhetipska struktura za svoju superporodicu, proteaza PA klana.
Aktivacija
[uredi | uredi izvor]Himotripsin se sintetizira u pankreasu. Njegov prekursor je himotripsinogen. Tripsin aktivira himotripsinogen cijepanjem peptidnih veza na pozicijama Arg15 – Ile16 i proizvodi π-himotripsin. Zauzvrat, amino grupa (-NH3+) ostatka Ile16 interaguje s bočnim lancem Asp194, proizvodeći "oksianionsku rupu" i hidrofobni "S1 džep". Štaviše, himotripsin indukuje vlastitu aktivaciju, cijepanjem na pozicijama 14–15, 146–147 i 148–149, proizvodeći α-himotripsin (koji je aktivniji i stabilniji od π-himotripsina).[6] Rezultirajuća molekula je od tri-polipeptida, međusobno povezana putem disulfidnih veza.
Mehanizam djelovanja i kinetika
[uredi | uredi izvor]
In vivo, himotripsin je proteolitski enzim (serin-proteaza) koji djeluje u probavnim sistemima mnogih organizama. Olakšava cijepanje peptidnih veza reakcijom hidrolize, koja se, uprkos tome što je termodinamički povoljna, odvija izuzetno sporo u odsustvu katalizatora. Glavni supstrati himotripsina su peptidne veze u kojima je aminokiselina N-terminalno veza triptofan, tirozin, fenilalanin ili leucin. Kao i mnoge proteaze, himotripsin također hidrolizira amidne veze in vitro, što je omogućilo upotrebu analoga supstrata kao što je N-acetil-L-fenilalanin p-nitrofenil amid za enzimske testove.
Himotripsin cijepa peptidne veze napadajući nereaktivnu karbonilnu grupu snažnim nukleofilom, ostatkom serina 195 koji se nalazi u aktivnom mjestu enzima, koji se nakratko kovalentno veže za supstrat, formirajući međuprodukt enzim-supstrat. Zajedno sa histidinom 57 i asparaginskom kiselinom 102, ovaj serinski ostatak čini katalitsku trijadu aktivnog mjesta.
Ovi nalazi se zasnivaju na testovima inhibicije i proučavanju kinetike cijepanja prethodno spomenutog supstrata, iskorištavajući činjenicu da međuprodukt enzim-supstrat p-nitrofenolat ima žutu boju, što omogućava mjerenje njegove koncentracije mjerenjem apsorbancije svjetlosti na 410 nm.
Kataliza hidrolize proteinskog supstrata (crvenom bojom) himotripsinom izvodi se u dva koraka. Prvo, nukleofilnost Ser-195 je pojačana općom baznom katalizom, u kojoj se proton serinske hidroksilne grupe prenosi na imidazolni dio His-57, tokom njegovog napada na karbonilni ugljik glavnog lanca protein-supstrata kojem nedostaju elektroni (k1 korak). To se događa putem usklađenog djelovanja ostataka od triaminokiseline u katalitskoj trijadi. Nakupljanje negativnog naboja na rezultirajućem tetraedarskom međuproduktu stabilizira se u oksianionskoj rupi enzimskog aktivnog mjesta, formiranjem dvije vodikove veze sa susjednim amid-vodicima glavnog lanca.
Imidazolijski dio His-57 formiran u k1 koraku je opći kiseli katalizator za k-1 reakciju. Međutim, dokazi za sličnu opću kiselinsku katalizu k2 reakcije (Tet2)[7] has been controverted;[8] Izgleda da voda osigurava proton amino odlazećoj grupi.
Razgradnja Tet1 (preko k3) generira acilni enzim, koji se hidrolizira s His-57 koji djeluje kao opća baza (kH2O) formirajući tetraedarski međuprodukt, koji se razgrađuje regenerirajući serinski hidroksilni dio, kao i proteinski fragment s novoformiranim karboksilnim krajem.
Upotreba
[uredi | uredi izvor]Medicinska upotreba
[uredi | uredi izvor]Himotripsin se koristi tokom operacije katarakta.[9] It was marketed under the brand name Zolyse.[10]
Isozimi
[uredi | uredi izvor]
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Također pogledajte
[uredi | uredi izvor]Reference
[uredi | uredi izvor]- ↑ PDB 1CHG; Freer ST, Kraut J, Robertus JD, Wright HT, Xuong NH (april 1970). "Chymotrypsinogen: 2.5-angstrom crystal structure, comparison with alpha-chymotrypsin, and implications for zymogen activation". Biochemistry. 9 (9): 1997–2009. doi:10.1021/bi00811a022. PMID 5442169.
- ↑ Wilcox PE (1970). "[5] Chymotrypsinogens—chymotrypsins". Chymotrypsinogens — chymotrypsins. Methods in Enzymology. 19. str. 64–108. doi:10.1016/0076-6879(70)19007-0. ISBN 978-0-12-181881-4.
- 1 2 Cotten, Steven W. (1. 1. 2020), Clarke, William; Marzinke, Mark A. (ured.), "Chapter 33 - Evaluation of exocrine pancreatic function", Contemporary Practice in Clinical Chemistry (Fourth Edition) (jezik: engleski), Academic Press, str. 573–585, ISBN 978-0-12-815499-1, pristupljeno 18. 3. 2023
- ↑ Appel W (decembar 1986). "Chymotrypsin: molecular and catalytic properties". Clin. Biochem. 19 (6): 317–22. doi:10.1016/S0009-9120(86)80002-9. PMID 3555886.
- ↑ Berger A, Schechter I (februar 1970). "Mapping the active site of papain with the aid of peptide substrates and inhibitors". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 257 (813): 249–64. Bibcode:1970RSPTB.257..249B. doi:10.1098/rstb.1970.0024. PMID 4399049. S2CID 6877875.
- ↑ Phillips, Jo (2019). Fundamentals of Enzymology. EDTECH. str. 117. ISBN 9781839471605.
- ↑ Fersht, A.R.; Requena, Y. (1971). "Mechanism of the -Chymotrypsin-Catalyzed Hydrolysis of Amides. pH Dependence of kc and Km". J. Am. Chem. Soc. 93 (25): 7079–87. doi:10.1021/ja00754a066. PMID 5133099.
- ↑ Zeeberg, B.; Caswell, M.; Caplow, M. (1973). "Concerning a reported change in rate-determining step in chymotrypsin catalysis". J. Am. Chem. Soc. 95 (8): 2734–5. Bibcode:1973JAChS..95.2734Z. doi:10.1021/ja00789a081. PMID 4694533.
- ↑ REED H (april 1960). "Chymotrypsin in cataract surgery". Canadian Medical Association Journal. 82 (15): 767–70. PMC 1938008. PMID 14436866.
- ↑ "Final List of Withdrawn Applications for Biological Products That Were Removed From the Orange Book on 3-23-20 | FDA". www.fda.gov. Arhivirano s originala, 5. 4. 2024. Pristupljeno 5. 4. 2024.
Dodatni mizvori
[uredi | uredi izvor]- Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
- Grisham CM, Reginald H (2005). Biochemistry. Australia: Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-534-49033-6.
Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]- The MEROPS online database for peptidases and their inhibitors: S01.001 Arhivirano 15. 9. 2019. na Wayback Machine
- Chymotrypsin na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
