4.7: Химотрипсин

Last updated
Save as PDF

Page ID: 4285

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Малюнок 4.6.1: *Механізм серин-протеази*

Процес починається з прив'язки підкладки в кишені S1. Кишеня S1 в хімотрипсині має гідрофобний отвір, в якому пов'язаний субстрат. Переважні субстрати будуть включати бічні ланцюги амінокислот, які є гідрофобними, як фенілаланін. Якщо іонізована бічна ланцюг, подібна до глутамінової кислоти, зв'язується в кишені S1, він швидко вийде, так само, як вода уникнула б маслянистого інтер'єру. Коли належний субстрат зв'язується, він залишається, і його присутність викликає все так незначний зрушення форми ферменту. Ця тонка зміна форми при зв'язуванні належного субстрату запускає етапи каталізу і є причиною того, що фермент проявляє специфічність для різання при певних позиціях ферменту в цільовому білку. Тільки амінокислоти з бічними ланцюгами, які добре взаємодіють з кишенею S1, починають поворот каталітичних коліс.

Незначні зміни форми ферменту при зв'язуванні належного субстрату викликають зміни в позиціонуванні трьох амінокислот (аспарагінової кислоти, гістидину та серину) в активному місці, відомому як каталітична тріада, під час другого етапу каталітичної дії. Зсув негативно зарядженої аспарагінової кислоти до багатого електронами гістидинового кільця сприяє абстрагуванню протона гістидином з гідроксильної групи на бічному ланцюзі серину, що призводить до вироблення дуже реактивного іона алкоксиду в активній ділянці. Оскільки активний сайт в цій точці також містить поліпептидний ланцюг, позиціонується з боковим ланцюгом фенілаланіну, вбудованим в кишеню S1, іон алкоксиду здійснює нуклеофільну атаку на пептидний зв'язок на карбоксильній стороні фенілаланіну, що сидить в активній ділянці. Ця реакція, яка є третім кроком каталізу, розриває зв'язок і спричиняє дві речі. Спочатку звільняється один кінець вихідного поліпептиду і виходить з активної ділянки. Друга полягає в тому, що кінець, що містить фенілаланін, ковалентно пов'язаний з киснем серінового бічного ланцюга. На цьому етапі ми завершили першу (швидку) фазу каталізу.

Друга фаза каталізу хімотрипсином протікає повільніше. Це вимагає, щоб ковалентний зв'язок між фенілаланіном і киснем серину був порушений, щоб пептид міг бути вивільнений і фермент може повернутися до початкового стану. Процес починається з надходження води в активну ділянку. На воду нападають подібно до серин-бічного ланцюга в першій фазі, створюючи реактивну гідроксильну групу, яка здійснює нуклеофільну атаку на фенілаланін-серіновий зв'язок, випускаючи її та замінюючи протон на серин. Другий пептид вивільняється в процесі, і реакція завершується з ферментом назад в початковому стані.

Дописувачі

Template:ContribAhern