Serina protează
Serinele proteaze (sau serin proteaze ) sunt o clasă de proteaze care își bazează mecanismul de catalizare pe prezența serinei , care este deosebit de reactivă și esențială pentru activitatea lor enzimatică. Aceste enzime catalizează hidroliza legăturilor peptidice între grupa amino și grupa carboxi prezentă în structura proteinelor. Sunt enzime cu activități multiple, inclusiv: digestia alimentelor, contribuția directă la formarea cheagurilor, combaterea infecțiilor și facilitarea fertilizării .
Situl activ al fiecărei serin proteaze constă din reziduuri de serină (Ser), histidină (His) și aspartat (Asp) legate prin legături de hidrogen . Aceste legături sunt posibile datorită proximității în structura tridimensională a grupului imidazol al histidinei cu gruparea hidroxil a serinei, acidul aspartic este, de asemenea, apropiat de grupul histidină, dar pe partea opusă serinei. Presupunând că acest aranjament facilitează trecerea protonilor și a sarcinilor în situsul activ al enzimei : histidina este în poziția de a acționa ca bază și de a elimina protonul din grupul hidroxil al serinei; prin această schimbare, serina devine mult mai reactivă și poate, în vecinătatea legăturilor peptidice, să formeze o nouă legătură cu carbonul prezent în proteine . Sarcina negativă a acidului aspartic servește la stabilizarea lanțului lateral activ al histidinei.
În particular, un ester (RCOOR ') sau o' amidă (NH2 COR, NHRCOR', NR'R''COR''') se leagă la gruparea -OH serinei eliberând un alcool (ROH) sau o amină (RNH2, RNHR', RNR'R''). În prezența apei , legătura cu serina se rupe, eliberând acid carboxilic .
Tipuri de serine proteaze
Următoarele enzime aparțin acestei clase:
Principalele enzime aparținând acestei clase, precum tripsina , chimotripsina și elastaza , sunt strict omoloage, de fapt structurile lor primare sunt aproximativ 40% identice. Toate aceste enzime au un Ser activ și un His esențial catalitic situat în situsul activ care leagă un reziduu Asp care este scufundat într-un buzunar care nu este accesibil solventului . Aceste trei reziduuri formează o triadă catalitică, legată prin legături de hidrogen , în felul următor: SERINA 195-H-BINDER-HISTIDINE 57-H-BOND 102.
Mecanism catalitic
Egalitatea structurală considerabilă a sitului activ al serinei proteazelor implică faptul că mecanismele catalitice sunt similare; de fapt, toate urmează următorul mecanism catalitic:
- După ce enzima a legat substratul , Ser 195 atacă nucleofil gruparea carbonil a legăturii susceptibile pentru a forma un intermediar tetraedric (cataliză covalentă);
- Inelul imidazol al lui 57 leagă protonul care este eliberat din legătura anterioară, formând ionul imidazol (cataliză generală de bază)
- Aceste procese sunt favorizate de efectul polarizat al grupării carboxil ionizate de Asp 102, care formează o legătură de hidrogen cu His 57 (cataliză electrostatică);
- 57 eliberează protonul dobândit anterior (cataliza acidă generală) promovând descompunerea intermediarului tetraedric cu eliminarea intermediarului acil-enzimei (procesul de acetilare );
- Gruparea amino care se formează (R'NH2) este eliberată de enzimă și înlocuită cu o moleculă de apă preluată din solvent;
- Deacetilarea are loc cu un mecanism invers față de cel al formării intermediarului: apa acționează ca un nucleofil care atacă Ser 195 și grupul carboxilic legat de acesta este eliberat de enzimă și, în cele din urmă, acesta din urmă este eliberat.
