Cysteinprotease
Cysteinpeptidase
Struktur af papain , en cysteinprotease ( PDB 1PE6 ).
| Pfam | PF00112 |
|---|---|
| Klan Pfam | CL0125 |
| InterPro | IPR000668 |
| SMART | SM00645 |
| PROSITY | PDOC00126 |
| MEROPS | C1 |
| SCOP | 1aec |
| OVERFAMILIE | 1aec |
| OPM- familien | 420 |
| OPM protein | 1m6d |
En cysteinprotease , eller undertiden protease thiol , er en peptidase , hvoraf resten af aminosyren nukleofil i katalytiske triade er en cystein . Som alle peptidaser, disse enzymer katalyserer den hydrolyse af visse peptidbindinger i proteiner . Sådanne enzymer findes almindeligvis i frugter , for eksempel papaya , ananas , figen og kiwi , hvis koncentration har tendens til at være højere, når frugten er umoden; det findes faktisk mere generelt i et stort antal planter.
Katalytisk mekanisme
Det første trin i reaktionen mekanisme katalyseret af cysteinproteaser er deprotonering af den thiol gruppe , der bæres af cystein -rest af den aktive site ved basisk sidekæde af en tilstødende aminosyre , sædvanligvis en histidin -rest .
Det næste trin er angrebet nukleofilt den atom af atomer , der udgør carbonyl af substratet ved anion sulfid af den deprotonerede cystein. Det N- terminale fragment af substratet frigøres derefter, mens histidinresten vender tilbage til sin deprotonerede tilstand, og et mellemprodukt mellem enzymet og resten af substratet dannes kovalent gennem en thioesterbinding .
Denne thioesterbinding hydrolyseres derefter, hvilket frigiver både det C- terminale fragment fra substratet og det regenererede enzym i dets aktive form.
Biologiske funktioner
Cysteinproteaser udfører flere biologiske funktioner i stort set alle aspekter af fysiologi og vævsudvikling. I planter er de vigtige for vækst og udvikling såvel som for akkumulering og brug af lagrede proteiner, især i frø . De er også involveret i metaboliske veje for cellesignalering og som reaktion på biotisk og abiotisk stress. Hos mennesker er de involveret i processen med ældning og apoptose , visse typer immunrespons , behandling af prohormoner og ombygning af den ekstracellulære matrix som en del af knogleudvikling . Makrofagers og andre cellers evne til at mobilisere elastolytiske cysteinproteaser på deres overflade under visse betingelser kunne også fremskynde nedbrydningen af kollagen og elastin, for eksempel i en inflammatorisk zone i et atherom .
Eksempler
Der er fire eksempler på cysteinproteaser:
- den papain
- de cathepsiner
- de caspaserne
- den calpain
Regulering
Cysteinproteaser er ligesom alle peptidaser stærkt regulerede for at undgå en anarkisk proteolyse, som ville være katastrofal for cellen . Nogle, ligesom caspaser , syntetiseres i inaktiv form (pro-caspases) og skal spaltes og dimeriseres for at være aktive, calpains skal også selvproteolyseres. De kræver især tilstedeværelsen af calcium for at være aktiv.
Noter og referencer
- (i) D. Yamamoto, K. Matsumoto, H. Ohishi, T. Ishida, Mr. Inoue, K. Kitamura og H. Mizuno , " Raffineret røntgenstruktur af papain.E-64-c-kompleks ved 2.1- A resolution ” , Journal of Biological Chemistry , bind. 266, nr . 22, 5. august 1991, s. 14771-14777 ( PMID 1860874 , læs online )
- (i) André Domsalla og Matthias F. Melzig , " Forekomst og egenskaber Proteaser i Plant Latexer " , Planta Medica , Vol. 74, nr . 7, juni 2008, s. 699-711 ( PMID 18496785 , DOI 10.1055 / s-2008-1074530 , læs online )
- (i) Małgorzata Grudkowska og Barbara Zagdańska , " Multifunktionel rolle plante cysteinproteinase ' , Acta Biochimica Polonica , Vol. 51, nr . 3, 2004, s. 609-624 ( PMID 15448724 , læs online )
- (i) Harold A. Chapman, Richard J. Riese og Guo-Ping Shi , " Emerging roller for cysteinproteaser i human biologi " , Annual Review of Physiology , Vol. 59, Marts 1997, s. 63-88 ( PMID 9074757 , DOI 10.1146 / annurev.physiol.59.1.63 , læs online )