Chymotrypsinogen a

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

reacție enzimatică (imaginea se va deschide într-o fereastră nouă)

Chymotrypsin este o serină endopeptidază produsă de celulele acinare ale pancreasului. Chimotripsina devine activată după proteoliza chimotripsinogenului de către tripsină. În timp ce tripsina hidrolizează la lizină și arginină, chimotripsina scindează selectiv legăturile peptidice formate din reziduuri aromatice (tirozină, fenilalanină și triptofan) (Hedstrom și colab. 1992). Două forme predominante de chimotripsină, A și B, se găsesc în cantități egale în pancreasul bovinelor. Sunt proteine foarte asemănătoare (80% identice), dar au caracteristici proteolitice semnificativ diferite (Hartley 1964, Meloun și colab. 1966, Smillie și colab. 1968, și Gr. 2004). Informațiile de mai jos se referă în primul rând la o formă de chymotrypsinogen și chymotrypsin.

istoric:

la începutul anilor 1900, Vernon a propus că preparatele pancreatice ar putea da naștere unui activator intrinsec al propriilor enzime (Vernon 1901). Experimentele de coagulare a laptelui lui Vernon au determinat că există cel puțin două enzime prezente și că una era mai stabilă decât cealaltă (Vernon 1902). Cu toate acestea, această idee nu a fost acceptată pe scară largă până în 1934, când Kunitz și Northrop au confirmat prezența unei enzime pe lângă tripsină, numind-o chimotripsină. Ei au reușit să cristalizeze chimotripsina, precum și precursorul inactiv, chimotripsinogenul (Kunitz și Northrop 1934). În 1938, Kunitz a izolat diferite forme active de chimotripsină, desemnându-le ca alfa, beta și gamma (Kunitz 1938).

la începutul anilor 1940, Fruton și Bergmann au studiat în continuare specificitatea chimotripsinei, raportând pe mai multe substraturi noi (Fruton și Bergmann 1942). Jacobsen a identificat în curând forme suplimentare de chimotripsină, desemnându-le ca delta și pi (Jacobsen 1947). În 1948, Schwert a caracterizat în continuare greutățile moleculare ale chimotripsinei și chimotripsinei.

în 1954, primele dovezi pentru mecanismul în trei etape al chimotripsinei hidrolizând Amida și substraturile esterice au fost raportate de Hartley și Kilby, care au emis ipoteza prezenței unui intermediar enzimatic acil, care s-a dovedit ulterior a fi adevărat (Henderson 1970). În 1955, Laskowski a obținut un al doilea chimotripsinogen cristalin, numindu-l chimotripsinogen B. În 1964 Hartley a determinat secvența de aminoacizi a chimotripsinei A, care a fost ulterior rafinată de Meloun și colab. în 1966. În 1968, Smillie și colab. a determinat secvența de aminoacizi a chimotripsinei B, care a dezvăluit identitatea secvenței de 80% cu chimotripsina A. de-a lungul anilor 1970 și 1980 s-au făcut cercetări pentru a înțelege mai bine mecanismul de acțiune și pentru a identifica diferențele în secvențele de aminoacizi dintre tripsină și chimotripsină (Steitz și colab. 1969, Cohen și colab.1981, ASB și Polg și 1983, precum și Gr. 1988).

în anii 1990, chimotripsina a fost purificată din alte surse, inclusiv din Codul Atlantic (Inkscsgeirsson și Bjarnason 1991) și camel (Al-Ajlan și Bailey 1997). De asemenea, au început lucrările de investigare a inhibitorilor (Baek și colab. 1990), și Frigerio și colab. a elucidat structura cristalină a chimotripsinei bovine la o rezoluție de 2,0 centi (Frigerio și colab. 1992).

cercetări recente au investigat plierea și denaturarea chimotripsinei într-o serie de concentrații (Ghaouar și colab. 2010), interacțiunea chimotripsinei cu substraturile nanoparticulelor (Tu și colab. 2006 și Jordan și colab. 2009) și creșterea stabilității chimotripsinei prin conjugarea cu moleculele PEG (Castellanos și colab. 2005, și Rodr de la al X-lea la al X-lea la al X-lea la al X-lea la al X-lea la al X-lea. 2009).

specificitate:

chimotripsina este activată prin scindarea legăturii dintre arginină și izoleucină (R15 și I16) de către tripsină, provocând modificări structurale și formarea situsului de legare a substratului (Sears 2010). Chimotripsina diferă de tripsină prin faptul că tripsina scindează peptidele la reziduurile de arginină și lizină, în timp ce chimotripsina preferă reziduurile hidrofobe mari (Hedstrom și colab. 1992). Chimotripsina catalizează preferențial hidroliza legăturilor peptidice care implică l-izomeri ai tirozinei, fenilalaninei și triptofanului. De asemenea, acționează cu ușurință asupra amidelor și esterilor aminoacizilor sensibili. Specificitatea chimotripsinei pentru reziduurile hidrofobe mari poate fi explicată printr-o legare hidrofobă S1 pocked formată din reziduurile 189 până la 195, 214 până la 220 și 225 până la 228 (Cohen și colab. 1981).

deși structura sitului S1 Al tripsinei și chimotripsinei arată o singură diferență (la poziția 189), mutageneza direcționată pe site a tripsinei și chimotripsinei nu a reușit să schimbe specificitățile, sugerând că mecanismul prin care tripsina și chimotripsina realizează cataliza specifică substratului nu este pe deplin înțeles (Steitz și colab. 1969, și Gr. 1988).

compoziție:

cele trei reziduuri de aminoacizi din triada catalitică (H57, D102 și s195) sunt esențiale pentru scindarea legăturii peptidice și sunt stabilizate prin legături de hidrogen (Sears 2010 și Gr. 2004). G193 și S195 alcătuiesc gaura de oxianion și interacționează cu gruparea carbonil a legăturii peptidice foarfece, orientându-l pentru a forma intermediarul tetraedric (R. 1973, Huber și Bode 1978, gr. 2004).

caracteristici moleculare:

chimotripsina a și B împărtășesc 80% identitate de secvență (Hartley 1964, Meloun și colab. 1966, Smillie și colab. 1968, și Gr. 2004). Aminoacizii triadei catalitice (H57, D102 și s195) sunt foarte conservați în secvențele peptidazelor din familia S1 (gr. 2004). Serina din poziția 214 este, de asemenea, foarte conservată în familie și a fost propusă ca al patrulea membru al triadei catalitice (Ohara și colab. 1989, și McGrath și colab. 1992).

Numărul de aderare la proteine: P00766

Clasificarea CATH (v. 3.3.0):

• clasa: în principal Beta
• arhitectura: Beta baril
• topologie: protează serină asemănătoare tripsinei

greutate moleculară:

• 25.6 kDa (Wilcox 1970)

pH optim: 7.8-8.0 (Rick 1974)

punct izoelectric:

• 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)

Aplicații:

• analiza secvenței
• sinteza peptidelor
• cartografierea peptidelor
• amprentarea peptidelor