Cysteinprotease
Cysteinpeptidase
Struktur av papain , en cysteinprotease ( PDB 1PE6 ).
| Pfam | PF00112 |
|---|---|
| Klan Pfam | CL0125 |
| InterPro | IPR000668 |
| SMART | SM00645 |
| LØNNHET | PDOC00126 |
| MEROPS | C1 |
| SCOP | 1aec |
| OVERFAMILIE | 1aec |
| OPM- familien | 420 |
| OPM protein | 1m6d |
En cysteinprotease , eller noen ganger protease tiol , er en peptidase som den rest av aminosyren nukleofil i den katalytiske triade er en cystein . Som alle peptidaser, disse enzymene katalyserer den hydrolysen av visse peptidbindinger i proteiner . Slike enzymer finnes ofte i frukt , for eksempel papaya , ananas , fiken og kiwi., konsentrasjonen deres har en tendens til å være høyere når frukten ikke er moden; det finnes faktisk mer generelt i et stort antall planter.
Katalytisk mekanisme
Det første trinn i reaksjonsmekanismen katalysert av cystein-proteaser er den deprotonering av det tiol gruppe , båret av cystein- rester av det aktive sete , av den grunnleggende sidekjeden av en nabo aminosyre , vanligvis en histidin- rest .
Det neste trinnet er angrepet nukleofilt den atom av atomene som utgjør karbonylgruppen av substratet ved anionet sulfidet av det deprotonerte cystein. Det N- terminale fragmentet av substratet frigjøres deretter, mens histidinresten returnerer til sin deprotonerte tilstand, og et mellomprodukt mellom enzymet og resten av substratet dannes kovalent gjennom en tioesterbinding .
Denne tioesterbindingen hydrolyseres deretter, som frigjør både det C- terminale fragmentet fra substratet og det regenererte enzymet i sin aktive form.
Biologiske funksjoner
Cysteinproteaser utfører flere biologiske funksjoner i praktisk talt alle aspekter av fysiologi og vevsutvikling. I planter er de viktige for vekst og utvikling, så vel som for akkumulering og bruk av lagrede proteiner, spesielt i frø . De er også involvert i metabolske veier for cellesignalering og som respons på biotisk og abiotisk stress. Hos mennesker er de involvert i prosessen med aldring og apoptose , visse typer immunrespons , prosessering av prohormoner og ombygging av den ekstracellulære matrisen som en del av beinutviklingen . Evnen til makrofager og andre celler til å mobilisere elastolytiske cysteinproteaser på overflaten under visse betingelser kan også akselerere nedbrytningen av kollagen og elastin, for eksempel i en inflammatorisk sone av et aterom .
Eksempler
Vi kan sitere fire eksempler på cysteinproteaser:
- den papain
- de katepsiner
- de kaspaser
- den kalpain
Regulering
Cysteinproteaser, som alle peptidaser, er sterkt regulert for å unngå en anarkisk proteolyse som vil være katastrofal for cellen . Noen, som caspaser , syntetiseres i inaktiv form (pro-caspases) og må spaltes og dimeriseres for å være aktive, calpains må også selvproteolyseres . De krever spesielt tilstedeværelse av kalsium for å være aktiv.
Merknader og referanser
- (in) D. Yamamoto, K. Matsumoto, H. Ohishi, T. Ishida, Mr. Inoue, K. Kitamura and H. Mizuno , " Refined x-ray structure of papain.E-64-c complex at 2.1- A resolution ” , Journal of Biological Chemistry , vol. 266, n o 22 5. august 1991, s. 14771-14777 ( PMID 1860874 , les online )
- (i) André Domsalla og Matthias F. Melzig , " Occurrence and Properties of Proteases in Plant Latices " , Planta Medica , Vol. 74, n o 7, juni 2008, s. 699-711 ( PMID 18496785 , DOI 10.1055 / s-2008-1074530 , les online )
- (in) Małgorzata Grudkowska og Barbara Zagdańska , " Multifunksjonell rolle av plantecysteinproteinase " , Acta Biochimica Polonica , Vol. 51, n o 3, 2004, s. 609-624 ( PMID 15448724 , les online )
- (in) Harold A. Chapman, Richard J. Riese og Guo-Ping Shi , " Emergingroller for cysteinproteases in human biology " , Annual Review of Physiology , Vol. 59, Mars 1997, s. 63-88 ( PMID 9074757 , DOI 10.1146 / annurev.physiol.59.1.63 , les online )