Wat zijn de rollen van elk lid van de SHD-katalytische triade? Hoe werkt het mechanisme?

Wat zijn de rollen van elk lid van de SHD-katalytische triade? Hoe werkt het mechanisme?
Anonim

DE SHD CATALYTISCHE TRIAD

De SHD-katalytische triade, zoals de naam suggereert, bestaat uit de aminozuren (AAs) serine, histidine en aspartaat, waarvan de éénlettercodes respectievelijk S, H en D zijn.

Dit soort triade bestaat bijvoorbeeld in het enzym trypsine, dat kan worden gevonden in de pancreas, eerst gesynthetiseerd als een inactieve voorloper (dus het doet zijn werk niet totdat het nodig is).

TRYPSIN SNIJD SPECIFIEKE PEPTIDE-BONDS

Het idee met trypsine is dat het specifieke peptidebindingen moet hydrolyseren, waarbij de betreffende peptidebinding een specifieke volgt # R # groep in de AA-reeks die dat is groot en # Mathbf (("+")) #. Dit is een voorbeeld van complementariteit in rekening brengen.

De gemarkeerde binding is de peptidebinding die tijdens de enzymatische activiteit wordt gehydrolyseerd bij het vinden van de gemarkeerde # R # groep.

AMINOZUURROLLEN

serine in deze triade zou geweldig zijn nucleofiel, zo niet omdat het een proton heeft. Na het deprotonated zou echt helpen. Om dit te bereiken, moeten we iets tot stand brengen met als doel verlaging van de pKa van serine zodat het zijn proton weg wil doneren.

histidine wordt een gewenste oplossing door een activator voor serine. Aangezien de pKa van histidine ongeveer 6,04 is, en de pKa van neutrale serine ongeveer 15,9 is, zou het op zichzelf onwaarschijnlijk zijn dat dit gebeurt, hoewel …

Echter, aspartaat heeft een pKa van ongeveer 3,90 en een negatieve lading, dus als hydrofiele verbinding wil het een zuur zijn zodat zowel histidine als aspartaat een H-bindende interactie vormen.

Aspartaat's wens voor histidine's proton veroorzaakt histidine verhoog zijn pKa om zijn prototypen rechtsboven te houden, uitbalanceren het pKa-verschil tussen histidine en serine, waardoor de deprotonering van serine wordt bevorderd om een H-bindingsinteractie te vormen.

Als extra bonus, aspartate ook oriënteert histidine zodat de vrij roterende methyleenbrug op zijn plaats wordt gehouden. Leuk!

Samen werken deze binnen trypsine om bijvoorbeeld de hydrolyse / splitsing van specifieke peptidebindingen van andere eiwitten te katalyseren.

WAT IS HET MECHANISME OF NIET?

Wel, het is dit grote diagram hier:

  1. Histidine steelt een proton van serine en activeert het.
  2. Serine kan nu de carbonylkoolstof aantasten, bindend in een tetrahedrisch complex.
  3. Het complex wordt gestabiliseerd door een ruggengraat # "NH" # van een nabijgelegen glycine, evenals die van dezelfde serine. Histidine is georiënteerd door aspartaat. Het tetraëdrische complex klapt in elkaar om de peptidebinding en het resulterende te splitsen # "NH" # steelt een proton weg van histidine.
  4. Histidine kan een proton uit water halen, omdat de pKa nog steeds wordt verhoogd (waardoor het een zwakker zuur wordt) na te zijn gestabiliseerd door aspartaat.
  5. Hydroxide is een groot nucleofiel dat vervolgens de carbonylkoolstof kan aanvallen voor een tweede nucleofiele aanval.
  6. Het tetraëdrische complex, wederom gestabiliseerd door de ruggengraat # "NH" # op de glycine en dezelfde serine, kan dan instorten, de serine afbreken en een proton off van histidine pakken zoals eerder.
  7. We eindigen met een carbonzuur, het resultaat van de hydrolyse van een peptidebinding.