- Карактеристике и структура
- Химотрипсинске функције
- Механизам дејства
- обука
- Активација
- Каталитичка активност
- Референце
Цхимотрипсин је други најзаступљенији дигестивног протеин лучи у панкреасу у танко црево. То је ензим који припада породици серинских протеаза и специјализован је за хидролизу пептидних веза између аминокиселина као што су тирозин, фенилаланин, триптофан, метионин и леуцин који су присутни у великим протеинима.
Назив „кимотрипсин“ уствари окупља групу ензима које производи панкреас и који активно учествују у цревној пробави протеина код животиња. Реч произилази из деловања налик ренину који овај ензим има на желудачни садржај или на „химез“.
Структура химотрипсина (Извор: Корисник: Маттијењен путем Викимедиа Цоммонса)
Иако се не зна тачно колика је њихова дистрибуција у животињском царству, сматра се да су ови ензими присутни барем у свим хордама и постоје извештаји о њиховој присутности у "примитивнијој фили", попут чланконожаца. и коелентератата.
Код животиња које имају панкреас, овај орган је главно место производње кимотрипсина, као и других протеаза, инхибитора ензима и прекурсора или зимогена.
Химотрипсини су нај проучавани и најбоље окарактерисани ензими, не само у односу на њихову биосинтезу, већ и на њихову активацију из зимогена, ензимска својства, инхибицију, кинетичке и каталитичке карактеристике и њихову општу структуру.
Карактеристике и структура
Химотрипсини су ендопептидазе, то су протеазе које хидролизују пептидне везе аминокиселина у "унутрашњим" положајима других протеина; иако је такође показано да могу хидролизовати естере, амиде и ариламиде, мада с мањом селективношћу.
Имају просечну молекулску масу од око 25 кДа (245 аминокиселина) и производе се из прекурсора познатих као кимотрипсиногени.
Две врсте кимотрипсиногена, А и Б, пречишћене су из панкреаса говеда. Трећи кимотрипсиноген је описан у моделу свиње, кимотрипсиноген Ц. Сваки од ова три зимогена је одговоран за производњу кимотрипсина А, Б. и Ц, респективно.
Химотрипсин А састоји се од три полипептидна ланца који су ковалентно повезани једни другима преко мостова или дисулфидних веза између цистеинских остатака. Међутим, важно је напоменути да га многи аутори сматрају мономерним ензимом (састављеним од једне јединствене подјединице).
Ови ланци чине структуру елипсоидног облика у којој се групе које имају електромагнетне набоје налазе према површини (осим аминокиселина које учествују у каталитичким функцијама).
Химотрипсини су углавном активни код киселих пХ, мада су они који су описани и очишћени од инсеката и других кичмењака, стабилни при пХ 8-11 и изузетно нестабилни при нижим пХ.
Химотрипсинске функције
Када се егзокрини панкреас стимулише, било помоћу хормона, било помоћу електричних импулса, овај орган ослобађа секреторне грануле богате химотрипсиногеном, који се једном, када доспе до танког црева, пресече другом протеазом између остатака 15 и 16, а затим је " само-прерађен “да би се добио потпуно активни протеин.
Можда је главна функција овог ензима да делује заједно са осталим протеазама излученим у гастроинтестинални систем за варење или разградњу протеина који се конзумирају са храном.
Производи наведене протеолизе после тога служе као извор угљеника и енергије катаболизмом аминокиселина или се могу „рециклирати“ директно за формирање нових ћелијских протеина који ће на физиолошком нивоу вршити више различитих и различитих функција.
Механизам дејства
Химотрипсини врше своје деловање тек након активирања, јер се производе у облику „прекурсора“ (зимогена) који се називају кимотрипсиногени.
Механизам реакције химотрипсина (Извор: Хбф878 преко Викимедиа Цоммонс)
обука
Химотрипсин зимогени синтетишу се акинарним ћелијама панкреаса, након чега они прелазе из ендоплазматског ретикулума у Голгијев комплекс, где се пакују у мембранске комплексе или секреторне грануле.
Те се грануле накупљају на крајевима ацинија и ослобађају се као одговор на хормонске стимулусе или нервне импулсе.
Активација
У зависности од услова активације, може се наћи неколико врста химотрипсина, међутим, сви они укључују протеолитичко „цепање“ пептидне везе у зимогену, кимотрипсиногену, процес који катализује ензим трипсин.
Реакциона активација се у почетку састоји од цепања пептидне везе између аминокиселина 15 и 16 химотрипсиногена, са којом је формиран π-кимотрипсин, способан за „само-прераду“ и завршавање активације аутокатализама.
Деловање последњег ензима подстиче стварање следећих пептида повезаних дисулфидним везама и они су познати као ланац А (из Н-терминалне регије и остатака 1-14), ланац Б (остаци 16 до 146) и ланац Ц (Ц-терминална регија, почевши са остатком 149).
Делови који одговарају остацима 14-15 и 147-148 (два дипептида) немају каталитичке функције и одвојени су од главне структуре.
Каталитичка активност
Химотрипсин је одговоран за хидролизу пептидних веза, претежно нападајући карбоксилни део аминокиселина које имају ароматичне бочне групе, то јест аминокиселине попут тирозина, триптофана и фенилаланина.
Серин (Сер 195) унутар активног места (Гли-Асп-Сер-Гли-Глу-Ала-Вал) ове врсте ензима је можда најбитнији остатак за његово функционисање. Механизам реакције је следећи:
- Химотрипсин је у почетку у облику без супстрата, при чему се каталитичка „тријада“ састоји од бочне карбоксилне групе остатка аспартата (102), имидазолног прстена хистидинског остатка (57) и бочна хидроксилна група серина (195).
- Супстрат задовољава ензим и веже се за њега како би формирао типичан реверзибилни ензимско-супстратни комплекс (по микелијском моделу), где каталитичка „тријада“ олакшава нуклеофилни напад активирањем хидроксилне групе серинског остатка.
- Кључна тачка реакцијског механизма састоји се у стварању парцијалне везе, што резултира поларизацијом хидроксилне групе, која је довољна за убрзање реакције.
- После нуклеофилног напада, карбоксилна група постаје тетраедарски оксианионски интермедијар, који се стабилише помоћу две водоничне везе формиране од Н и Х групе остатка Гли 193 и Сер 195.
- Оксијанион се спонтано „преуређује“ и формира се ензимски интермедијар, коме је додата ацила група (ацилирани ензим).
- Реакција се наставља уласком молекула воде на активно место, молекула који промовише нови нуклеофилни напад који резултира формирањем другог тетраедарског интермедијара који је такође стабилизован водоничним везама.
- Реакција се завршава када се овај други интермедијар поново преуређује и поново формира мицалијски комплекс ензима-супстрата, где активно место ензима заузима производ који садржи карбоксилну групу.
Референце
- Аппел, В. (1986). Химотрипсин: молекуларна и каталитичка својства. Клиничка биохемија, 19 (6), 317-322.
- Бендер, МЛ, Киллхеффер, ЈВ, & Цохен, С. (1973). Химотрипсин. ЦРЦ критички прегледи у биохемији, 1 (2), 149-199.
- Блов, ДМ (1971). 6 Структура химотрипсина. Ин Ензими (вол. 3, стр. 185-212). Академска штампа.
- Блов, ДМ (1976). Структура и механизам химотрипсина. Прикази хемијских истраживања, 9 (4), 145-152.
- Нелсон, ДЛ, Лехнингер, АЛ и Цок, ММ (2008). Лехнингерови принципи биохемије. Мацмиллан.
- Полгар, Л. (2013). Каталитички механизми пептидаза серина и треонина. У Приручнику протеолитичких ензима (стр. 2524-2534). Елсевиер Лтд.
- Вестхеимер, ФХ (1957). Хипотеза о механизму дејства химотрипсина. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава, 43 (11), 969.