Chymotrypsinogen a

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

enzymatisk reaktion (bilden öppnas i ett nytt fönster)

Chymotrypsin är ett serin endopeptidas som produceras av acinarcellerna i bukspottkörteln. Chymotrypsin aktiveras efter proteolys av chymotrypsinogen av trypsin. Medan trypsin hydrolyserar vid lysin och arginin, klyver chymotrypsin selektivt peptidbindningar bildade av aromatiska rester (tyrosin, fenylalanin och tryptofan) (Hedstrom et al. 1992). Två dominerande former av chymotrypsin, A och B, finns i lika stora mängder i bukspottkörteln hos nötkreatur. De är mycket liknande proteiner (80% identiska), men har signifikant olika proteolytiska egenskaper (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, och gr. 2004). Informationen nedan avser främst a-formen av chymotrypsinogen och chymotrypsin.

historia:

i början av 1900-talet föreslog Vernon Att pankreaspreparat kunde ge upphov till en inneboende aktivator av sina egna enzymer (Vernon 1901). Vernons mjölkkoagulationsexperiment bestämde att det fanns minst två enzymer närvarande och att den ena var stabilare än den andra (Vernon 1902). Denna ide accepterades emellertid inte allmänt förrän 1934 när Kunitz och Northrop bekräftade närvaron av ett enzym förutom trypsin och namngav det chymotrypsin. De kunde kristallisera chymotrypsin, liksom den inaktiva föregångaren, chymotrypsinogen (Kunitz och Northrop 1934). 1938 isolerade Kunitz olika aktiva former av chymotrypsin och betecknade dem som alfa, beta och gamma (Kunitz 1938).

i början av 1940-talet studerade Fruton och Bergmann vidare chymotrypsins specificitet och rapporterade om flera nya substrat (Fruton och Bergmann 1942). Jacobsen identifierade snart ytterligare former av chymotrypsin och betecknade dem som delta och pi (Jacobsen 1947). 1948 karakteriserade Schwert vidare molekylvikterna för chymotrypsin och chymotrypsinogen.

1954 rapporterades det första beviset för trestegsmekanismen för chymotrypsinhydrolyserande amid-och estersubstrat av Hartley och Kilby, som antog närvaron av en acylenzym mellanliggande, som senare visade sig vara sant (Henderson 1970). 1955 erhöll Laskowski en andra kristallin chymotrypsinogen och namngav den chymotrypsinogen B. 1964 bestämde Hartley aminosyrasekvensen för chymotrypsin A, som senare förfinades av Meloun et al. 1966. 1968, Smillie et al. bestämde aminosyrasekvensen för chymotrypsin B, som avslöjade 80% sekvensidentitet med chymotrypsin A. under 1970-och 1980-talet gjordes forskning för att bättre förstå verkningsmekanismen och identifiera skillnaderna i aminosyrasekvenser mellan trypsin och chymotrypsin (Steitz et al. 1969, Cohen et al.1981, asb och polg 1983, och gr. 1988).

på 1990-talet renades chymotrypsin från andra källor, inklusive torsk i Atlanten (Aubbisgeirsson och Bjarnason 1991) och Kamel (Al-Ajlan och Bailey 1997). Arbetet påbörjades också med att undersöka hämmare (Baek et al. 1990), och Frigerio et al. belyste kristallstrukturen hos bovint chymotrypsin till en 2,0-upplösning (Frigerio et al. 1992).

ny forskning har undersökt vikning och denaturering av chymotrypsin över ett koncentrationsområde (Ghaouar et al. 2010), chymotrypsins interaktion med nanopartikelsubstrat (du et al. 2006, och Jordan et al. 2009) och ökad chymotrypsinstabilitet genom konjugering till PEG-molekyler (Castellanos et al. 2005, och Rodr Äpplguez-Martatuberniz et al. 2009).

specificitet:

Chymotrypsin aktiveras genom klyvning av bindningen mellan arginin och isoleucin (R15 och I16) av trypsin, vilket orsakar strukturella modifieringar och bildning av substratbindningsstället (Sears 2010). Chymotrypsin skiljer sig från trypsin genom att trypsin klyver peptider vid arginin-och lysinrester, medan chymotrypsin föredrar stora hydrofoba rester (Hedstrom et al. 1992). Chymotrypsin katalyserar företrädesvis hydrolysen av peptidbindningar som involverar L-isomerer av tyrosin, fenylalanin och tryptofan. Det verkar också lätt på amider och estrar av mottagliga aminosyror. Chymotrypsins specificitet för stora hydrofoba rester kan förklaras av en hydrofob S1-bindning pockad bildad av rester 189 till 195, 214 till 220 och 225 till 228 (Cohen et al. 1981).

även om strukturen av trypsin och chymotrypsins S1-plats endast visar en skillnad (vid position 189), har platsstyrd mutagenes av trypsin och chymotrypsin misslyckats med att utbyta specificiteter, vilket tyder på mekanismen genom vilken trypsin och chymotrypsin uppnår substratspecifik katalys är inte fullständigt förstådd (Steitz et al. 1969, och gr. 1988).

sammansättning:

de tre aminosyraresterna i den katalytiska triaden (H57, D102 och S195) är väsentliga för klyvning av peptidbindningar och stabiliseras av vätebindningar (Sears 2010, och gr. 2004). G193 och S195 utgör oxyanionhålet och interagerar med karbonylgruppen i den saxila peptidbindningen och orienterar den för att bilda den tetraedriska mellanprodukten (r Jacobhlmann et al. 1973, Huber och Bode 1978, och gr. 2004).

molekylära egenskaper:

Chymotrypsin A och B delar 80% sekvensidentitet (Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, och gr. 2004). Aminosyrorna i den katalytiska triaden (H57, D102 och S195) är mycket konserverade i sekvenserna av peptidaserna i familjen S1 (gr. 2004). Serin vid position 214 är också mycket bevarad i familjen och har föreslagits som den fjärde medlemmen i den katalytiska triaden (Ohara et al. 1989, och McGrath et al. 1992).

Proteinanslutningsnummer: P00766

CATH-klassificering (v. 3.3.0):

• klass: huvudsakligen Beta
• arkitektur: Beta Fat
• topologi: Trypsinliknande Serinproteas

Molekylvikt:

• 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)

ansökningar:

• sekvensanalys
• peptidsyntes
• peptid kartläggning
• peptid fingeravtryck