Quimotripsina
A quimotripsina é un encima dixestivo de orixe pancreática, que actúa no duodeno, onde realiza a dixestión proteolítica das proteínas e polipéptidos.[2] A quimotripsina orixínase a partir dun precursor ou cimóxeno inactivo chamado quimotripsinóxeno. A quimotripsina actívase en presenza de tripsina, outro encima dixestivo. A quimotripsina cliva (corta) preferentemente enlaces peptídicos nos que o lado carboxilo do enlace (a posición P1) é unha tirosina, triptófano, ou fenilalanina. Estes aminoácidos conteñen un anel aromático na súa cadea lateral que cabe nun peto (pocket) hidrofóbico (a posición S1) do encima. A hidrofobicidade e forma complementaria entre a cadea lateral P1 do péptido substrato e a cavidade de unión S1 do encima explican a especificidade de substrato deste encima.[3][4] A quimotripsina tamén hidroliza outros enlaces peptídicos (amida) en péptidos en menor proporción, especialmente os que conteñen leucina e metionina na posición P1.
| quimotripsina | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||
| Estrutura cristalográfica do quimotripsinóxeno de vaca (Bos taurus).[1] | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 3.4.21.1 | ||||||||
| Número CAS | 9004-07-3 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| Gene Ontology | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
| quimotripsina C | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 3.4.21.2 | ||||||||
| Número CAS | 9036-09-3 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| |||||||||
O seu nome contén a raíz "quimo" procedente do grego "χυμός" - khymos, "zume"[5][6], e non debe trabucarse con "quimio" (relativo á química). O quimo é o líquido pastoso parcialmente dixerido que o estómago verte o duodeno, que se mesturará cos zumes pancreático e intestinal para completar a dixestión.[7] No quimo pode atoparse a quimotripsina, entre outros encimas.
O quimotripsinóxeno
editarA quimotripsina sintetízase no páncreas en forma dun precursor (cimóxeno[8]) chamado quimotripsinóxeno, que é encimaticamente inactivo. O quimitripsinóxeno está formado por unha soa cadea polipeptídica de 245 aminoácidos. Sintetízano as células acinares do páncreas e almacénase en gránulos (vesículas rodeadas de membrana) na parte apical da célula. A célula é despois estimulada por sinais hormonais ou nerviosas a expulsar o contido dos gránulos nos ductos da glándula, desde onde se verterán no duodeno.[9]
Activación do quimotripsinóxeno
editarO quimotripsinóxeno debe estar inactivo ata que chegue ao duodeno. Isto impide posibles danos no páncreas e outros órganos. No duodeno é activado por outro encima dixestivo chamado tripsina. A tripsina cliva o quimotripsinóxeno no enlace peptídico da arxinina e isoleucina. Isto crea dúas moléculas de π-quimotripsina, que permanecen unidas por enlaces disulfuro (S-S). Despois, unha π-quimotripsina actúa sobre a outra rompendo o enlace peptídico da leucina e serina, eliminando dous pequenos péptidos nunha trans-proteólise. Esta reacción orixina a α-quimotripsina activa final, que consta de tres polipéptidos unidos por enlaces disulfuro.[10]
Acción e cinética da quimotripsina
editarIn vivo, a quimotripsina é un encima proteolítico (unha serina protease) que actúa nos aparatos dixestivos de moitos organismos. Facilita a clivaxe de enlaces peptídicos por hidrólise, que, malia ser termodinamicamente favorable, ocorre a unha velocidade extremadamente lenta se non está presente o catalizador. Os principais substratos da quimotripsina son o triptófano, a tirosina, a fenilalanina, a leucina, e a metionina, que son clivados no seu carboxilo terminal. Como moitas proteases, a quimotripsina hidroliza enlaces peptídicos (amida) in vitro, o que permite que se poidan usar análogos do substrato como a N-acetil-L-fenilalanina p-nitrofenil amida para facer ensaios de encimas.
A quimotripsina cliva enlaces peptídicos atacando o grupo carbonilo non reactivo cun poderoso nucleófilo, o residuo serina 195 localizado no sitio activo do encima, o cal se une de forma breve ao substrato covalentemente, formando un intermediato encima-substrato. Este residuo de serina, xunto coa histidina 57 e o ácido aspártico 102, constitúe a tríade catalítica do sitio activo.
Estes descubrimentos fixéronse con ensaios de inhibición e o estudo da cinética da clivaxe dos devanditos substratos, aproveitando o feito de que o intermediato encima-substrato p-nitrofenolato ten unha cor amarela, o que permite medir a súa concentración cuantificando a absorbancia de luz a 410 nm.
Encontrouse que a reacción da quimotripsina co seu substrato ten lugar en dúas fases, unha fase inicial "explosiva" ao principio da reacción e unha fase estacionaria que segue a cinética de Michaelis-Menten. Isto chámase tamén mecanismo "ping-pong". O modo de acción da quimotripsina explica como a hidrólise ten lugar en dous pasos. Primeiro, a acilación do substrato para formar un intermediato acil-encima e despois a desacilación para que o encima volva ao seu estado orixinal. Isto ocorre por medio da acción concertada dos tres residuos de aminoácidos na tríade catalítica.[11] Un enlace de hidróxeno do aspartato co hidróxeno N-δ da histidina, incrementa o pKa do seu nitróxeno ε e así fai posible que desprotone a serina. Esta desprotonación é a que permite que a cadea lateral da serina actúe como nucleófilo e se una ao carbono carbonílico deficiente en electróns da cadea principal da proteína. A ionización do oxíxeno do carbonilo está estabilizada pola formación de dous enlaces de hidróxeno con N-hidróxenos adxacentes da cadea principal. Isto ocorre no "burato de oxianión" do encima. Isto causa a formación dun aduto tetrahédrico e a rotura do enlace peptídico. Fórmase un intermediato acil-encima, unido á serina, e o acabado de formar amino terminal da proteína clivada pode disociarse. No segundo paso da reacción, unha molécula de auga é activada pola histidina básica, e actúa como un nucleófilo. O oxíxeno da auga ataca o carbono carbonílico do grupo acilo unido á serina, o que dá como resultado a formación dun segundo aduto tetraédrico, a rexeneración do grupo OH da serina, e a liberación dun protón, xunto co fragmento da proteína co novo carboxilo terminal recentemente formado.[11]
Isoencimas
editarOs isoencimas da quimotripsina son:
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Notas
editar- ↑ PDB|1CHG; Freer ST, Kraut J, Robertus JD, Wright HT, Xuong NH (1970). "Chymotrypsinogen: 2.5-angstrom crystal structure, comparison with alpha-chymotrypsin, and implications for zymogen activation". Biochemistry 9 (9): 1997–2009. PMID 5442169. doi:10.1021/bi00811a022.
- ↑ Wilcox PE (1970). "Chymotrypsinogens — chymotrypsins". Methods in Enzymology. Methods in Enzymology 19: 64–108. ISBN 978-0-12-181881-4. doi:10.1016/0076-6879(70)19007-0.
- ↑ Appel W (1986). "Chymotrypsin: molecular and catalytic properties". Clin. Biochem. 19 (6): 317–22. PMID 3555886. doi:10.1016/S0009-9120(86)80002-9.
- ↑ Berger A, Schechter I (1970). "Mapping the active site of papain with the aid of peptide substrates and inhibitors". Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 257 (813): 249–64. PMID 4399049. doi:10.1098/rstb.1970.0024.
- ↑ Chyme, Online Etymology Dictionary
- ↑ χυμός, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
- ↑ chyme, Merriam-Webster Online Dictionary
- ↑ Schwert G.W, Proteolytic Enzymes. Annual Review of Biochemistry. [online] 1955, 10.1146/annurev.bi.24.070155.000503 http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.bi.24.070155.000503?journalCode=biochem (accessed Oct 10, 2012)
- ↑ Berg.M.J.,Tymoczko.L.J.,Stryer.L., Gatto Jr. J.G. Biochemistry, 7th Ed.; Freeman: New York, 2012.
- ↑ Dryer.J.W.,Neurath.H. The Activation of Chemotyrpsinogen: ISOLATION AND IDENTIFICATION OF A PEPTIDE LIBERATED DURING ACTIVATION Department of Biochemistry, University of Washington [1955]http://www.jbc.org/content/217/2/527.full.pdf [accessed Oct. 10, 2012]
- ↑ 11,0 11,1 Petsko, Gregory; Ringe, Dagmar (2009). Protein Structure and Function. Oxford: Oxford University Press. pp. 78–79. ISBN 978-0-19-955684-7.
Véxase tamén
editarBibliografía
editar- Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
- Grisham CM, Reginald H (2005). Biochemistry. Australia: Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-534-49033-6.
Ligazóns externas
editar- Base de datos en liña MEROPS para as peptidases e os seus inhibidores: S01.001 Arquivado 15 de setembro de 2019 en Wayback Machine.
- MeshName - Chymotrypsin