Chymotrypsinogen

C. a. S.: 9035-75-0

Enzymatické Reakce (obrázek se otevře v novém okně)

Chymotrypsin je serin endopeptidase vyrábí acinární buňky slinivky břišní. Chymotrypsin se aktivuje po proteolýze chymotrypsinogenu trypsinem. Zatímco trypsin hydrolyzuje na lysin a arginin, chymotrypsin selektivně štěpí peptidové vazby tvořené aromatickými zbytky (tyrosin, fenylalanin a tryptofan) (Hedstrom et al. 1992). Dvě převládající formy chymotrypsinu, A A B, se nacházejí ve stejném množství v pankreatu skotu. Jsou to velmi podobné proteiny (80% identické), ale mají významně odlišné proteolytické vlastnosti (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, a Gráf et al. 2004). Níže uvedené informace se týkají především formy a chymotrypsinogenu a chymotrypsinu.

historie:

v časných 1900s, Vernon navrhl, že pankreatické přípravky by mohly vést k vnitřnímu aktivátoru vlastních enzymů (Vernon 1901). Vernonovy experimenty s srážením mléka zjistily, že existují alespoň dva enzymy a že jeden byl stabilnější než druhý (Vernon 1902). Tato myšlenka však nebyla široce přijata až do roku 1934, kdy Kunitz a Northrop potvrdili přítomnost enzymu kromě trypsinu a pojmenovali ho chymotrypsin. Byli schopni krystalizovat chymotrypsin, stejně jako neaktivní prekurzor, chymotrypsinogen (Kunitz a Northrop 1934). V roce 1938 Kunitz izoloval různé aktivní formy chymotrypsinu a označil je jako alfa, beta a gama (Kunitz 1938).

V brzy 1940 Fruton a Bergmann dále studoval specifičnost chymotrypsin, podávání zpráv o několika nových substrátů (Fruton a Bergmann 1942). Jacobsen brzy identifikoval další formy chymotrypsinu a označil je jako delta a pi (Jacobsen 1947). V roce 1948 Schwert dále charakterizoval molekulární hmotnosti chymotrypsinu a chymotrypsinogenu.

V roce 1954, první důkazy o třístupňový mechanismus chymotrypsin hydrolýzou amidové a esterové substráty byl zaznamenán na Hartleyho a Kilby, který předpokládal přítomnost enzymu acyl intermediate, což bylo později prokázáno, aby to byla pravda (Henderson, 1970). V roce 1955, Laskowski získal druhé krystalický chymotrypsinogen, pojmenování chymotrypsinogen B. V roce 1964 Hartley stanovena sekvence aminokyselin chymotrypsin A, který byl později očištěný meloun provedl též et al. v roce 1966. V roce 1968 Smillie et al. určuje sekvence aminokyselin chymotrypsin B, který odhalil 80% sekvenční identitu s chymotrypsin A. v Průběhu roku 1970 a 1980 výzkumu bylo provedeno pro lepší pochopení mechanismu účinku a identifikovat rozdíly v aminokyselinové sekvencí mezi trypsin a chymotrypsin (Steitz et al. 1969, Cohen et al.1981, Asbóth a Polgár 1983, a Gráf et al. 1988).

V roce 1990, chymotrypsin byl očištěn z jiných zdrojů, včetně tresky obecné (už jsi ji získal a Bjarnason 1991) a camel (Al-Ajlan a Bailey, 1997). Byly také zahájeny práce na vyšetřování inhibitorů (Baek et al . 1990), a Frigerio et al. objasnil krystalovou strukturu bovinního chymotrypsinu na rozlišení 2,0 Å (Frigerio et al . 1992).

nedávný výzkum zkoumal skládání a denaturaci chymotrypsinu v rozmezí koncentrací (Ghaouar et al. 2010), interakce chymotrypsinu s nanočásticovými substráty (You et al. 2006, a Jordan et al. 2009) a zvýšení stability chymotrypsinu konjugací s molekulami PEG (Castellanos et al . 2005 a Rodríguez-Martínez et al. 2009).

specificita:

Chymotrypsin je aktivován prostřednictvím štěpení vazby mezi arginin a isoleucin (R15 a I16) trypsin, což způsobuje strukturální změny a formování substrát vazebné místo (Sears 2010). Chymotrypsin se liší od trypsinu tím, že trypsin štěpí peptidy na zbytcích argininu a lysinu, zatímco chymotrypsin preferuje velké hydrofobní zbytky (Hedstrom et al. 1992). Chymotrypsin přednostně katalyzuje hydrolýzu peptidových vazeb zahrnujících L-izomery tyrosinu, fenylalaninu a tryptofanu. Také snadno působí na amidy a estery citlivých aminokyselin. Specificita chymotrypsinu pro velké hydrofobní zbytky může být vysvětlena hydrofobní vazbou S1, tvořenou zbytky 189 až 195, 214 až 220 a 225 až 228 (Cohen et al . 1981).

i když struktura trypsinu a chymotrypsinu je S1 stránky zobrazit pouze jeden rozdíl (na pozici 189), site-directed mutageneze trypsin a chymotrypsin nepodařilo interchange specifika, což naznačuje, že mechanismus, kterým trypsin a chymotrypsin dosažení substrátu specifická katalýza není zcela objasněn (Steitz et al. 1969, a Gráf et al. 1988).

Složení:

tří aminokyselinových zbytků v katalytické triádě (H57, D102, a S195) jsou nezbytné pro štěpení peptidové vazby a jsou stabilizovány pomocí vodíkových vazeb (Sears 2010, a Gráf et al. 2004). G193 a S195 tvoří oxyanion díry a komunikovat s karbonylové skupiny scissile peptidové vazby, orientovat se tvoří tetraedrický meziprodukt (Rühlmann et al. 1973, Huber and Bode 1978 a Gráf et al. 2004).

molekulární charakteristiky:

chymotrypsin a A B sdílejí 80% sekvenční identitu (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, a Gráf et al. 2004). Aminokyseliny katalytické triády (H57, D102, a S195) jsou vysoce konzervované v sekvencí peptidáz z rodiny S1 (Gráf et al. 2004). Serin na pozici 214 je také vysoce konzervovaný v rodině a byl navržen jako čtvrtý člen katalytické triády (Ohara et al . 1989, a McGrath et al. 1992).

Protein Přistoupení Číslo: P00766

CATH Klasifikace (v. 3.3.0):

• Třída: Hlavně Beta
• Architektura: Beta Barel
• Topologie: Trypsin-jako Serinová Proteáza

Molekulové Hmotnosti:

• 25.6 kDa (Wilcox 1970)

Optimální pH: 7.8-8.0 (Rick 1974)

Izoelektrický Bod:

• 8.52 (Chymotrypsinogen, Theoretical)
• 8.33 (Chymotrypsin, Theoretical)

Extinction Coefficient:

• 51,840 cm-1 M-1 (Theoretical)
• E1%,280 = 20.19 (Chymotrypsinogen, Theoretical)
• E1%,280 = 20.57 (Chymotrypsin, Theoretical)

Active Site Residues:

• Histidine (H57)
• Aspartate (D102)
• Serine (S195)

Activators:

• Cetyltributylammonium bromide (Spreti et al. 2008)
• Dodecyltrimethylammonium bromide (Abuin et al. 2005)
• Hexadecyltrimethylammonium bromide (Celej et al. 2004)
• Tetrabutylammonium bromide (Spreti et al. 2001)

Inhibitors:

• Hydroxymethylpyrroles (Abell and Nabbs 2001)
• Boronic acids (Smoum et al. 2003)
• Courmarin derivatives (Pochet et al. 2000)
• Peptidyl aldehydes (Lesner et al. 2009)
• Peptides from natural sources (Telang et al. 2009, Roussel et al. 2001, and Chopin et al. 2000)
• Peptides containing an unnatural amino acid (Legowska et al. 2009, and Wysocka et al. 2008)

aplikace:

• sekvenční analýza
• syntéza peptidů
• mapování peptidů
• peptidové otisky prstů