Chymotrypsinogen A

Cas: 9035-75-0

Enzymatisk Reaksjon (bildet åpnes i et nytt vindu)

Chymotrypsin er en serinendopeptidase produsert av acinarcellene i bukspyttkjertelen. Chymotrypsin blir aktivert etter proteolyse av chymotrypsinogen av trypsin. Mens trypsin hydrolyserer ved lysin og arginin, spalter chymotrypsin selektivt peptidbindinger dannet av aromatiske rester (tyrosin, fenylalanin og tryptofan) (Hedstrom et al. 1992). To dominerende former for chymotrypsin, A Og B, finnes i like mengder i storfe bukspyttkjertelen. De er svært like proteiner (80% identiske), men har signifikant forskjellige proteolytiske egenskaper (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, Og Grá et al. 2004). Informasjonen nedenfor gjelder hovedsakelig a-form for chymotrypsinogen og chymotrypsin.

Historie:

Tidlig på 1900-tallet foreslo Vernon at bukspyttkjertelpreparater kunne gi opphav til en iboende aktivator av egne enzymer (Vernon 1901). Vernons melk-koagulasjonsforsøk bestemte at det var minst to enzymer tilstede, og at den ene var mer stabil enn Den andre (Vernon 1902). Imidlertid ble denne ideen ikke allment akseptert før 1934 da Kunitz og Northrop bekreftet tilstedeværelsen av et enzym i tillegg til trypsin, og kalte det chymotrypsin. De var i stand til å krystallisere chymotrypsin, så vel som den inaktive forløperen, chymotrypsinogen (Kunitz Og Northrop 1934). I 1938 isolerte Kunitz forskjellige aktive former for chymotrypsin, betegner dem som alfa, beta og gamma (Kunitz 1938).

Tidlig på 1940-tallet Studerte Fruton og Bergmann videre spesifisiteten til chymotrypsin, og rapporterte om flere nye substrater (Fruton Og Bergmann 1942). Jacobsen identifiserte snart flere former for chymotrypsin, betegner dem som delta og pi (Jacobsen 1947). I 1948 karakteriserte Schwert videre molekylvekten til chymotrypsin og chymotrypsinogen.

i 1954 ble Det første beviset for tretrinnsmekanismen for chymotrypsinhydrolyserende amid-og estersubstrater rapportert Av Hartley og Kilby, som antydet tilstedeværelsen av et acylenzym-intermediat, som senere ble vist å være sant (Henderson 1970). I 1955 oppnådde Laskowski et andre krystallinsk chymotrypsinogen, og kalte det chymotrypsinogen B. I 1964 bestemte Hartley aminosyresekvensen av chymotrypsin A, som Senere ble raffinert Av Meloun et al. i 1966. I 1968, Smillie et al. bestemt aminosyresekvensen av chymotrypsin B, som avslørte 80% sekvensidentitet med chymotrypsin A. Gjennom 1970-og 1980-tallet ble det gjort forskning for å bedre forstå virkningsmekanismen og identifisere forskjellene i aminosyresekvenser mellom trypsin og chymotrypsin (Steitz et al. 1969, Cohen et al.1981, Asbó Og Polgá 1983, Og Grá 1988).

på 1990-tallet ble chymotrypsin renset fra Andre kilder, inkludert Atlantisk torsk (Á Og Bjarnason 1991), og kamel (Al-Ajlan og Bailey 1997). Arbeidet har også begynt på å undersøke hemmere (Baek et al. 1990), Og Frigerio et al. belyst krystallstrukturen av bovin chymotrypsin til en 2,0 Å oppløsning (Frigerio et al. 1992).

Nyere forskning har undersøkt folding og denaturering av chymotrypsin over en rekke konsentrasjoner (Ghaouar et al. 2010), chymotrypsin interaksjon med nanopartikkel substrater (Du Et al. 2006, Og Jordan et al. 2009), og økende chymotrypsin stabilitet ved å konjugere TIL PEG molekyler (Castellanos et al. 2005, Og Rodr ④guez-Mart@nez et al. 2009).

Spesifisitet:

Chymotrypsin aktiveres gjennom spaltning av bindingen mellom arginin og isoleucin (R15 Og i16) av trypsin, noe som forårsaker strukturelle modifikasjoner og dannelse av substratbindingsstedet (Sears 2010). Chymotrypsin skiller seg fra trypsin ved at trypsin spalter peptider ved arginin og lysinrester, mens chymotrypsin foretrekker store hydrofobe rester (Hedstrom et al. 1992). Chymotrypsin katalyserer fortrinnsvis hydrolysen av peptidbindinger som involverer l-isomerer av tyrosin, fenylalanin og tryptofan. Det virker også lett på amider og estere av følsomme aminosyrer. Chymotrypsin spesifisitet for store hydrofobe rester kan forklares ved en hydrofob s1 binding pocked dannet av rester 189 gjennom 195, 214 gjennom 220, og 225 gjennom 228 (Cohen et al. 1981).

selv om strukturen av trypsin Og chymotrypsin S1 stedet viser bare en forskjell (i posisjon 189), site-rettet mutagenese av trypsin og chymotrypsin har unnlatt å utveksle særegenheter, noe som tyder på mekanismen som trypsin og chymotrypsin oppnå substrat spesifikk katalyse er ikke fullt ut forstått (Steitz et al . 1969, Og Grá et al. 1988).

Sammensetning:

de tre aminosyrerester av den katalytiske triaden (H57, D102, Og S195) er avgjørende for peptidbinding spalting og er stabilisert ved hydrogenbindinger (sears 2010, Og Grá et al. 2004). G193 Og S195 utgjør oksyanionhullet og interagerer med karbonylgruppen av saksepeptidbindingen, orienterer den for å danne det tetrahedrale mellomproduktet (Rü et al. 1973, Huber og Bode 1978, Og Grá et al. 2004).

Molekylære Egenskaper:

Chymotrypsin A og B deler 80% sekvensidentitet (Hartley 1964, Meloun et al . 1966, Smillie et al. 1968, Og Grá et al. 2004). Aminosyrene i den katalytiske triaden (H57, D102 og S195) er sterkt konservert i sekvensene av peptidasene i familien s1 (Grá et al. 2004). Serinen i posisjon 214 er også sterkt bevart i familien og har blitt foreslått som fjerde medlem av katalytisk triade (Ohara et al. 1989, Og McGrath et al. 1992).

Protein Tiltredelsesnummer: P00766

CATH-Klassifisering (v. 3.3.0):

• Klasse: Hovedsakelig Beta
• Arkitektur: Beta Fat
• Topologi: Trypsin-lignende Serin Protease

Molekylvekt:

• 25.6 Kda (Wilcox) 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)

Applikasjoner:

• Sekvensanalyse
• Peptidsyntese
• Peptid kartlegging
• Peptid fingeravtrykk