Chimotripsina

chimotripsina
Model tridimensional al enzimei
Numărul CE	3.4.21.1
Clasă	Hidrolaza
Numele sistematic
chimotripsina
Alte nume
chimotripsina A și B; avazima; α-chimotripsina A; α-chimotripsina
Baze de date	BRENDA , EXPASY , GTD , PPB ( RCSB PPB PDBe PDBj PDBsum )
Sursa:IUBMB
Editați datele pe Wikidata · Manual

Chimotripsina este o enzimă , aparținând clasei de protează , care catalizează defalcarea legăturii peptidice cu preferință pentru Tyr , Trp , Met , Phe și Leu . Face parte din familia serin proteazei , toate având un sit activ foarte similar. Este sintetizat într-o formă inactivă de către pancreas , deoarece este toxic, în timp ce este prezent într-o formă activă în intestinul subțire .

Împreună cu alte enzime (inclusiv carboxipeptidaza , dipeptidaza , elastaza , trombina , subtilizina , plasmina și tripsina ) completează digestia proteinelor .

Este o proteină globulară și are, precum tripsina, un buzunar hidrofob, acoperit cu reziduuri de aminoacizi nepolari. Cavitatea hidrofobă conține o triadă catalitică (Ser 195, His 57 și Asp 102) orientată întotdeauna în același mod. Chimotripsina hidrolizează legătura numai la aminoacizi hidrofobi și curge pe lanț până când acești aminoacizi sunt găsiți.

Mecanism de acțiune

Mecanismul de acțiune al chimotripsinei

Chimotripsina, prezentă in vivo la multe mamifere, inclusiv la oameni, acționează în sistemul digestiv și facilitează descompunerea legăturii peptidice printr-o reacție de hidroliză , care, în ciuda faptului că este favorabilă termodinamic, are loc la o viteză foarte mică, fără utilizarea unui catalizator.

Reziduul Serina -195 acționează ca un nucleofil prin atacarea carbonilului proteinei care urmează să fie hidrolizată și rămânând scurt legat de aceasta în timpul reacției. Legătura peptidică a proteinei afectate este apoi ruptă, deoarece se dovedește a fi cel mai bun grup de părăsire. În acest moment, apa prezentă în mediul de reacție poate termina hidroliza, ajutată de celelalte reziduuri de Histidină -57 și Aspartat -102, și poate expulza serina, reformând enzima care este apoi gata să repete reacția.

Mecanismul raportat a fost descoperit prin studierea cineticii proteazei Michaelis-Menten , care arată în mod clar cele două etape de reacție: formarea intermediarului în care legătura peptidică a fost clivată și hidroliza ulterioară de către apa care eliberează din nou. , care ajunge la starea de echilibru .

Prin urmare, enzima nu catalizează atacul direct al unei molecule de apă asupra legăturii peptidice care urmează a fi hidrolizată, ci favorizează în schimb formarea unui intermediar tetraedric acil-enzimatic tranzitoriu. Mecanismul enzimatic constă în esență din două faze: o fază de acilare, în care are loc formarea acestui intermediar tetraedric tranzitor și o fază de dezacilare, care regenerează enzima liberă.

Faza de acilare

Situl activ al enzimei constă din trei reziduuri de aminoacizi: Aspartat 102, Histidină 57, Serină 195, legate între ele prin legături de hidrogen și care reprezintă o triadă catalitică. În faza de acilare , substratul se leagă de enzimă prin intermediul unei legături ester și are loc o modificare conformațională care comprimă legătura de hidrogen prezentă între histidină și aspartat. Aceasta determină o creștere a pKa a reziduului de histidină care apoi devine o bază puternică capabilă să deprotoneze reziduul de serină 195 al triadei catalitice ( cataliza de bază generală ). După deprotonare, lanțul lateral al Serinei 195 devine la rândul său un nucleofil mai puternic (asigurând astfel locul de atașare nucleofilă pentru substrat la enzimă). Substratul de natură proteinică se leagă astfel cu porțiunea sa carboxi-terminală de oxigenul nucleofil al Serinei și are ca rezultat formarea unui intermediar tetraedric acil-enzimatic tranzitoriu având, pe oxigenul carbonilic, o sarcină negativă puternic destabilizantă. Intermediarul tetraedric tranzitor astfel format (cataliză covalentă și cataliză generală de bază), este destinat să se prăbușească datorită acestei sarcini negative. Apoi, există protonarea de către Histidina 57 a porțiunii aminoterminale a substratului ( cataliză acidă generală ), cu deconectarea consecventă a acestei porțiuni de complexul enzimă-substrat.

Faza de dezacilare

Substratul rămâne legat de enzimă numai cu porțiunea sa carboxi-terminală, pierzându-și porțiunea amino-terminală din cauza protonației de către Histidina 57. O moleculă de apă prezentă în mediul de reacție poate termina reacția în acest moment prin hidrolizarea legăturii ester a acil-enzimei. Desprinderea substratului proteic de reziduul Serine 195 regenerează, prin urmare, enzima liberă, care își poate continua astfel activitatea proteolitică.

Bibliografie

(EN) Wilcox, PE Chimotripsinogeni - chimotripsine. Metode Enzymol. 19 (1970) 64-108.
(EN) Blow, DM Structura și mecanismul chimotripsinei. Acc. Chem. Rez. 9 (1976) 145–152.
( EN ) Bauer, C.-A. Centrii activi ai α-chimotripsinei și ai proteazelor Streptomyces griseus 1 și 3 Eur. J. Biochem. 105 (1980) 565-570. Entrez PubMed 6768556
( EN ) Polgár, L. Structura și funcția serin proteazei. În: Neuberger, A. și Brocklehurst, K. (Eds), New Comprehensive Biochemistry: Hydrolytic Enzymes, vol. 16, Elsevier, Amsterdam, 1987, pp. 159–200.
( EN ) Tomita, N., Izumoto, Y., Horii, A., Doi, S., Yokouchi, H., Ogawa, M., Mori, T. și Matsubara, K. Clonarea moleculară și secvența de nucleotide a pancreasului uman ADNc preechimotripsinogen. Biochimie. Biofizi. Rez. Comun. 158 (1989) 569-575. Entrez PubMed 2917002