Chymotrypsinogen A

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

酵素反応（画像は新しいウィンドウで開きます）

Chymotrypsinは、膵臓の腺房細胞によって産生されるセリンエンドペプチダーゼです。 キモトリプシンはトリプシンによるキモトリプシノーゲンのタンパク質分解後に活性化される。 トリプシンはリジンとアルギニンで加水分解するが、キモトリプシンは芳香族残基（チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン）によって形成されるペプチドボンドを選択的に切断する（Hedstrom et al. 1992). キモトリプシン、AおよびBの二つの優勢な形態は、牛の膵臓で等量で発見されています。 それらは非常に類似したタンパク質（８ ０％同一）であるが、有意に異なるタンパク質分解特性を有する（Ｈａｒｔｌｅｙ１ ９ ６ ４，Ｍｅｌｏｕｎ ｅ ｔ ａ ｌ． 1966,Smillie et al. １ ９ ６ ８、およびＧｒａｆ ｅ ｔ ａ ｌ． 2004). 以下の情報は、主にキモトリプシノーゲンとキモトリプシンのa型に関係しています。

歴史：

1900年代初頭、Vernonは膵臓の調製物がそれ自身の酵素の内因性活性化剤を引き起こす可能性があると提案した（Vernon1901）。 Vernonの牛乳凝固実験は、少なくとも2つの酵素が存在し、一方が他方よりも安定であることを決定した（Vernon1902）。 しかし、この考えは1934年にKunitzとNorthropがトリプシンに加えて酵素の存在を確認し、キモトリプシンと命名するまで広く受け入れられなかった。 彼らはキモトリプシン、ならびに不活性前駆体であるキモトリプシノーゲンを結晶化することができた（Kunitz and Northrop1934）。 1938年、Kunitzは異なる活性型のキモトリプシンを単離し、それらをα、β、γと命名した（Kunitz1938）。

1940年代初頭、FrutonとBergmannはさらにキモトリプシンの特異性を研究し、いくつかの新しい基質について報告した（Fruton and Bergmann1942）。 ヤコブセンはすぐにキモトリプシンの追加の形態を同定し、それらをデルタおよびパイとして指定した（Jacobsen1947）。 1948年、Schwertはさらにキモトリプシンとキモトリプシノーゲンの分子量を明らかにした。

1954年、アミドおよびエステル基質を加水分解するキモトリプシンの三段階機構に関する最初の証拠は、後に真であることが証明されたアシル酵素中間体の存在を仮定したHartleyおよびKilbyによって報告された(Henderson1970)。 1964年、ハートリーはキモトリプシンAのアミノ酸配列を決定し、これは後にMelounらによって精製された。 1966年。 1968年、Smillie et al. キモトリプシンBのアミノ酸配列を決定し、キモトリプシンAと80％の配列同一性を明らかにした1970年代から1980年代にかけて、作用機序をよりよく理解し、トリプシンとキモトリプシンのアミノ酸配列の違いを同定するための研究が行われた（Steitz et al. 1969年、Cohen et al.1981年、AsbóthおよびPolgár1983年、およびGráf et al. 1988).

1990年代に、キモトリプシンは大西洋タラ(Ásgeirsson and Bjarnason1991)、ラクダ(Al-Ajlan and Bailey1997)などの他の供給源から精製された。 阻害剤の調査作業も開始された（Baek et al. １ ９ ９ ０）、およびＦｒｉｇｅｒｉｏ ｅ ｔ ａ ｌ． ウシキモトリプシンの結晶構造を2.0Åの分解能で解明した（Frigerio et al. 1992).

最近の研究では、様々な濃度でキモトリプシンの折り畳みと変性が研究されている(Ghaouar et al. 2010)、キモトリプシンとナノ粒子基質との相互作用(You et al. ２ ０ ０ ６、およびＪｏｏｒｄａｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ２ ０ ０ ９）、およびＰＥＧ分子に結合することによってキモトリプシン安定性を増加させる（Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏｓ ｅ ｔ ａ ｌ． 2005年、およびRodríguez-Martínez et al. 2009).

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キモトリプシンは、トリプシンによるアルギニンとイソロイシン（R15およびI16）との結合の切断によって活性化され、構造修飾および基質結合部位の形成を引き起こす（Sears2010）。 キモトリプシンはトリプシンとは異なり、トリプシンはアルギニンおよびリジン残基でペプチドを切断し、キモトリプシンは大きな疎水性残基を好む（Hedstrom et al. 1992). キモトリプシンは、チロシン、フェニルアラニン、およびトリプトファンのL-異性体を含むペプチド結合の加水分解を優先的に触媒する。 それはまた敏感なアミノ酸のアミドそしてエステルに容易に機能します。 大きな疎水性残基に対するキモトリプシンの特異性は、残基１ ８ ９〜１ ９ ５、２ １ ４〜２ ２ ０、および２ ２ ５〜２ ２ ８によって形成される疎水性Ｓ１結合ポックによって説明され得る（Ｃｏｈｅｎ ｅ ｔ ａ ｌ． 1981).

トリプシンとキモトリプシンのS1部位の構造は（位置189で）一つの違いしか示さないが、トリプシンとキモトリプシンの部位特異的変異誘発は特異性を交換することができず、トリプシンとキモトリプシンが基質特異的触媒作用を達成するメカニズムは完全には理解されていないことを示唆している（Steitz et al. １ ９ ６ ９、およびＧｒａｆ ｅ ｔ ａ ｌ． 1988).

組成：

触媒トライアドの三つのアミノ酸残基（H57、D102、およびS195）は、ペプチド結合切断に必須であり、水素結合によって安定化される（Sears2010、およびGráf et al. 2004). Ｇ１ ９ ３およびＳ１ ９ ５は、オキシアニオン孔を構成し、切断性ペプチド結合のカルボニル基と相互作用し、それを配向させて四面体中間体を形成する（Ｒｕｈｌｍａｎｎ ｅ ｔ ａ ｌ． １ ９ ７ ３、ＨｕｂｅｒおよびＢｏｄｅ１ ９ ７ ８、およびＧｒａｆ ｅ ｔ ａ ｌ． 2004).＜３ ７ ０ ９＞＜４ ３ ６ ４＞分子特性：＜３ ７ ０ ９＞＜４ ３ ６ ４＞キモトリプシンＡおよびＢは８ ０％の配列同一性を共有する（Ｈａｒｔｌｅｙ１ ９ ６ ４，Ｍｅｌｏｕｎ ｅ ｔ ａ ｌ． 1966,Smillie et al. １ ９ ６ ８、およびＧｒａｆ ｅ ｔ ａ ｌ． 2004). 触媒トライアド（H57、D102、およびS195）のアミノ酸は、ファミリー S1のペプチダーゼの配列において高度に保存されている（Gráf et al. 2004). 214位のセリンもファミリー内で高度に保存されており、触媒トライアドの第四のメンバーとして提案されている（Ohara et al. およびＭｃｇｒａｔｈ ｅ ｔ ａ ｌ． 1992).

タンパク質受託番号：P00766

CATH分類（v.3.3.0):

• クラス：主にベータ
• アーキテクチャ：ベータバレル
• トポロジー：トリプシン様セリンプロテアーゼ

分子量:

• 25.6 kDa（ウィルコックス1970)

最適pH:7.8-8.0(Rick1974)

等電点:

• 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)

アプリケーション:

• 配列解析
• ペプチド合成
• ペプチドマッピング
• ペプチドフィンガープリント