kimotripszinogén a

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

enzimatikus reakció (a kép új ablakban nyílik meg)

a kimotripszin egy szerin endopeptidáz, amelyet a hasnyálmirigy acináris sejtjei termelnek. A kimotripszin a kimotripszinogén tripszin általi proteolízise után aktiválódik. Míg a tripszin a lizinnél és az argininnél hidrolizál, a kimotripszin szelektíven hasítja az aromás maradékok (tirozin, fenilalanin és triptofán) által alkotott peptidkötéseket (Hedstrom et al. 1992). A kimotripszin két domináns formája, az A és a B azonos mennyiségben található meg a szarvasmarha hasnyálmirigyében. Nagyon hasonló fehérjék (80% – ban azonosak), de jelentősen eltérő proteolitikus tulajdonságokkal rendelkeznek (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968-ban, és Gr. 2004). Az alábbi információk elsősorban a kimotripszinogén és a kimotripszin egy formájára vonatkoznak.

történelem:

az 1900-as évek elején Vernon azt javasolta, hogy a hasnyálmirigy-készítmények saját enzimjeinek belső aktivátorát eredményezhetik (Vernon 1901). Vernon tej-alvadási kísérletei megállapították, hogy legalább két enzim van jelen, és hogy az egyik stabilabb, mint a másik (Vernon 1902). Ezt az elképzelést azonban csak 1934-ben fogadták el széles körben, amikor Kunitz és Northrop megerősítette egy enzim jelenlétét a tripszin mellett, kimotripszin néven. Képesek voltak kristályosítani a kimotripszint, valamint az inaktív prekurzort, a kimotripszinogént (Kunitz and Northrop 1934). 1938-ban Kunitz izolálta a kimotripszin különböző aktív formáit, alfa, béta és gamma (Kunitz 1938).

az 1940-es évek elején Fruton és Bergmann tovább tanulmányozták a kimotripszin specifitását, számos új szubsztrátumról számoltak be (Fruton és Bergmann 1942). Jacobsen hamarosan azonosította a kimotripszin további formáit, delta és pi (Jacobsen 1947). 1948-ban Schwert tovább jellemezte a kimotripszin és a kimotripszinogén molekulatömegét.

1954-ben Hartley és Kilby beszámoltak a kimotripszin hidrolizáló amid és észter szubsztrátok háromlépcsős mechanizmusának első bizonyítékairól, akik feltételezték az acil enzim intermedier jelenlétét, ami később igaznak bizonyult (Henderson 1970). 1955-ben Laskowski kapott egy második kristályos kimotripszinogént, elnevezve kimotripszinogén B. 1964-ben Hartley meghatározta a kimotripszin a aminosav-szekvenciáját, amelyet később finomított Meloun et al. 1966-ban. 1968-ban Smillie et al. meghatározta a kimotripszin B aminosav-szekvenciáját, amely 80% – os szekvenciaazonosságot mutatott ki a kimotripszin A-val.Az 1970-es és 1980-as években kutatásokat végeztek a hatásmechanizmus jobb megértése és a tripszin és a kimotripszin közötti aminosav-szekvenciák különbségeinek azonosítása érdekében (Steitz et al. 1969, Cohen et al.1981, ASB és polg 1983, valamint gr. 1988).

az 1990-es években a kimotripszint más forrásokból tisztították, beleértve az Atlanti tőkehalat (Xhamsgeirsson and Bjarnason 1991) és a tevét (Al-Ajlan and Bailey 1997). Megkezdődött az inhibitorok vizsgálata is (Baek et al. 1990) és Frigerio et al. tisztázta a szarvasmarha kimotripszin kristályszerkezetét 2,0-re (Frigerio et al. 1992).

a legújabb kutatások a kimotripszin hajtogatását és denaturálását vizsgálták különböző koncentrációkban (Ghaouar et al. 2010), a kimotripszin kölcsönhatása a nanorészecske szubsztrátokkal (Ön et al. 2006, és Jordan et al. 2009), valamint a kimotripszin stabilitásának növelése PEG molekulákhoz való konjugálással (Castellanos et al. 2005, és Rodriguez-Marton és társai. 2009).

specificitás:

a kimotripszin az arginin és az izoleucin (R15 és I16) közötti kötés tripszin általi hasításával aktiválódik, ami szerkezeti módosításokat és a szubsztrát kötőhelyének kialakulását okozza (Sears 2010). A kimotripszin abban különbözik a tripszintől, hogy a tripszin az arginin és a lizin maradványoknál hasítja a peptideket, míg a kimotripszin a nagy hidrofób maradványokat részesíti előnyben (Hedstrom et al. 1992). A kimotripszin elsősorban a tirozin, a fenilalanin és a triptofán L-izomerjeit tartalmazó peptidkötések hidrolízisét katalizálja. Könnyen hat a fogékony aminosavak amidjaira és észtereire is. A kimotripszin specifitása a nagy hidrofób maradékokra a hidrofób S1 kötéssel magyarázható, amelyet a 189-től 195-ig, 214-től 220-ig és 225-től 228-ig (Cohen et al. 1981).

bár a tripszin és a kimotripszin S1 helyének szerkezete csak egy különbséget mutat (a 189. pozícióban), a tripszin és a kimotripszin helyorientált mutagenezise nem tudta kicserélni a sajátosságokat, ami arra utal, hogy a tripszin és a kimotripszin szubsztrátspecifikus katalízisének mechanizmusa nem teljesen ismert (Steitz et al. 1969-ben, és Gr. 1988).

összetétel:

a katalitikus triád három aminosavmaradéka (H57, D102 és S195) elengedhetetlen a peptidkötés hasításához, és hidrogénkötésekkel stabilizálódik (Sears 2010, és Gr 6f et al. 2004). G193 és S195 alkotják az oxianion lyukat, és kölcsönhatásba lépnek az ollós peptidkötés karbonilcsoportjával, orientálva a tetraéderes köztiterméket (R. 1973, Huber és Bode 1978, valamint gr. 2004).

molekuláris jellemzői:

kimotripszin a és B részesedése 80% szekvencia identitás (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968-ban, és Gr. 2004). A katalitikus triád aminosavai (H57, D102 és S195) erősen konzerváltak az S1 család peptidázainak szekvenciáiban (gr 6f et al. 2004). A 214. pozícióban lévő szerin szintén erősen konzervált a családban, és a katalitikus triád negyedik tagjaként javasolták (Ohara et al. 1989, és McGrath et al. 1992).

fehérje csatlakozási szám: P00766

CATH osztályozás (v. 3.3.0):

• osztály: főleg béta
• építészet: béta hordó
• topológia: tripszin-szerű szerin proteáz

Molekulatömeg:

• 25.6 kDa (Wilcox 1970)

optimális pH: 7,8-8,0 (Rick 1974)

izoelektromos pont:

• 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)

Alkalmazások:

• szekvencia analízis
• peptid szintézis
• peptid térképezés
• peptid ujjlenyomat