Chymotrypsinogen a

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

chymotrypsin er en serinendopeptidase produceret af acinarcellerne i bugspytkirtlen. Chymotrypsin aktiveres efter proteolyse af chymotrypsinogen af trypsin. Mens trypsin hydrolyserer ved lysin og arginin, spalter chymotrypsin selektivt peptidbindinger dannet af aromatiske rester (tyrosin, phenylalanin og tryptophan) (Hedstrom et al. 1992). To dominerende former for chymotrypsin, A og B, findes i lige store mængder i kvægpancreas. De er meget ens proteiner (80% identiske), men har signifikant forskellige proteolytiske egenskaber (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, gr. 2004). Oplysningerne nedenfor vedrører primært a-formen af chymotrypsinogen og chymotrypsin.

historie:

i begyndelsen af 1900 ‘ erne foreslog Vernon, at bugspytkirtelpræparater kunne give anledning til en iboende aktivator af sine egne tegn (Vernon 1901). Vernons mælkekogningseksperimenter bestemte, at der var mindst to til stede, og at den ene var mere stabil end den anden (Vernon 1902). Imidlertid blev denne ide ikke bredt accepteret før i 1934, da Kunitsa og Northrop bekræftede tilstedeværelsen af et ferment ud over trypsin og navngav det chymotrypsin. De var i stand til at krystallisere chymotrypsin, såvel som den inaktive forløber, chymotrypsinogen (Kunits og Northrop 1934). I 1938 isolerede Kunits forskellige aktive former for chymotrypsin og udpegede dem som alfa, beta og gamma (Kunits 1938).

i begyndelsen af 1940 ‘ erne studerede Fruton og Bergmann yderligere specificiteten af chymotrypsin og rapporterede om flere nye substrater (Fruton og Bergmann 1942). Jacobsen identificerede snart yderligere former for chymotrypsin og udpegede dem som delta og pi (Jacobsen 1947). I 1948 karakteriserede han molekylvægten af chymotrypsin og chymotrypsinogen.

i 1954 blev det første bevis for tretrinsmekanismen for chymotrypsinhydrolyserende amid-og estersubstrater rapporteret af Hartley og Kilby, der antog tilstedeværelsen af et acyl-mellemprodukt, som senere blev bevist at være sandt (Henderson 1970). I 1955 opnåede Laskovsky et andet krystallinsk chymotrypsinogen, der navngav det chymotrypsinogen B. I 1964 bestemte Hartley aminosyresekvensen af chymotrypsin A, som senere blev raffineret af Meloun et al. i 1966. I 1968 Smillie et al. chymotrypsin B, som afslørede 80% sekvensidentitet med chymotrypsin A. gennem 1970 ‘erne og 1980’ erne blev der udført forskning for bedre at forstå virkningsmekanismen og identificere forskellene i aminosyresekvenser mellem trypsin og chymotrypsin. 1969, Cohen et al.1981, Asbjørn og Polg 1983, og gr et al. 1988).

i 1990 ‘ erne blev chymotrypsin renset fra andre kilder, herunder Atlanterhavstorsk (Krisgeirsson og Bjarnason 1991) og Kamel (Al-Ajlan og Bailey 1997). Arbejdet begyndte også med at undersøge hæmmere (Baek et al. 1990), og Frigerio et al. belyst krystalstrukturen af bovint chymotrypsin til en opløsning på 2,0 liter (Frigerio et al. 1992).

nyere forskning har undersøgt foldning og denaturering af chymotrypsin over en række koncentrationer (Ghaouar et al. 2010), chymotrypsins interaktion med nanopartikelsubstrater (You et al. 2006 og Jordan et al. 2009) og øget chymotrypsinstabilitet ved konjugering til PEG-molekyler (Castellanos et al. 2005, og Rodr. 2009).

specificitet:

Chymotrypsin aktiveres ved spaltning af bindingen mellem arginin og isoleucin (R15 og i16) af trypsin, hvilket forårsager strukturelle ændringer og dannelse af substratbindingsstedet (Sears 2010). Chymotrypsin adskiller sig fra trypsin ved, at trypsin spalter peptider ved arginin-og lysinrester, mens chymotrypsin foretrækker store hydrofobe rester (Hedstrom et al. 1992). Chymotrypsin katalyserer fortrinsvis hydrolysen af peptidbindinger, der involverer l-isomerer af tyrosin, phenylalanin og tryptophan. Det virker også let på amider og estere af modtagelige aminosyrer. Chymotrypsins specificitet for store hydrofobe rester kan forklares ved en hydrofob S1-binding pocked dannet af rester 189 til 195, 214 til 220 og 225 til 228 (Cohen et al. 1981).

selvom strukturen af trypsin og chymotrypsins S1-sted kun viser en forskel (ved position 189), har stedstyret mutagenese af trypsin og chymotrypsin ikke udvekslet specificiteter, hvilket antyder den mekanisme, hvormed trypsin og chymotrypsin opnår substratspecifik katalyse, ikke forstås fuldt ud. 1969, gr. 1988).

sammensætning:

de tre aminosyrerester af den katalytiske triade (H57, D102 og S195) er essentielle for spaltning af peptidbindinger og stabiliseres af hydrogenbindinger (Sears 2010 og gr Rolif et al. 2004). G193 og S195 udgør ilthullet og interagerer med carbonylgruppen af saksepeptidbindingen, idet den orienteres for at danne det tetraedriske mellemprodukt (r Larshlmann et al. 1973, Huber og Bode 1978, og gr. 2004).

molekylære egenskaber:

Chymotrypsin A og B deler 80% sekvensidentitet (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, gr. 2004). Aminosyrerne i den katalytiske triade (H57, D102 og S195) er stærkt konserverede i sekvenserne af peptidaserne i familien S1 (gr Larpf et al. 2004). Serinen i position 214 er også stærkt bevaret i familien og er blevet foreslået som det fjerde medlem af den katalytiske triade (Ohara et al. 1989, og McGrath et al. 1992).

Proteintiltrædelsesnummer: P00766

CATH-klassificering (v. 3.3.0):

• klasse: hovedsagelig Beta
• arkitektur: Beta tønde
• topologi: Trypsinlignende serinprotease

molekylvægt:

• 25.6 kDa 1970)

Optimal pH: 7,8-8,0 (Rick 1974)

isoelektrisk punkt:

• 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)

ansøgninger:

• sekvensanalyse
• peptidsyntese
• Peptidkortlægning
• peptid fingeraftryk