Карбоксипептидаза

Оглавление
Введение……………………………………………………………………………..3
Карбоксипептидаза А
Общее описание………………………………………………………………4
Активный центр………………………………………………………………5
Методы исследования………………………………………………………………7
Структура карбоксипептидазы А и ее комплекса с глицилтирозином………….8
Механизм действия
Предположение, основанное на анализе кристаллической структуры…..11
Некоторые альтернативные механизмы……………………………………15
Карбоксипептидаза В………………………………………………………………15
Карбоксипептидаза Т………………………………………………………………16
Заключение 17
Библиографический список………………………………………………………..18

Карбоксипептидаза А

Общее описание

Карбоксипептидаза – фермент, содержащий цинк, в основном разрывающий пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами. Она выделяется в виде прокарбоксипептидазы А и активируется трипсином в тонком кишечнике. Фермент последовательно отщепляет от пептидной цепи остатки С – концевых аминокислот, т.е. является экзопептидазой. Очищенный препарат карбоксипептидазы А обладает бифункциональной активностью – пептидазной и эстеразной (гидролиз сложных эфиров гликозидазы).
Наиболее изучены корбоксипептидаза А, выделенная из поджелудочной железы быка.
Молекула прокарбоксипептидазы быка имеет молекулярную массу примерно 87 000 и состоит из трех субъединиц, одна из которых с молекулярной массой 40 000—42 000 и является непосредственным предшественником КпА. Аминокислотная последовательность белка была установлена в 1969 г. Р. Брэдшоу и сотр.
...

Активный центр

Структура активного центра образована теми атомами фермента, расстояния которых от природных субстратов не превышают расстояния, на котором действуют силы Ван-дер-Ваальса. Большая часть центра присоединения субстрата не имеет регулярной вторичной структуры. За исключением нескольких сегментов в β-форме и нескольких остатков в начале одной из спиральных частей (255—256), подавляющее большинство остатков находятся в «неупорядоченных» участках. В присоединении цинка к карбоксипептидазе участвуют три белковых лиганда: His-69, Glu-72 и His-196. Связи гистидин—цинк осуществляются через атом азота в положении N1 кольца. Кроме того, лиганды принимают участие и в других взаимодействиях. Атом азота N3 в His-69 образует водородную связь с остатком Asp-142, а атом азота N3 в His-196 соединен такой же связью с молекулой воды.
На предварительных картах вблизи атома цинка была обнаружена повышенная электронная плотность, не относящаяся к белку.
...

Структура карбоксипептидазы А и ее комплекса с глицилтирозином

При анализе кристаллической структуры была использована КпАα, в то время как аминокислотная последовательность была определена для КпАγ. Специфичность карбоксипептидазы А такова, что она отщепляет l-аминокислоты от С-конца белков и модельных пептидных субстратов. При работе с чистыми препаратами эндонуклеазная активность не обнаруживается. КпА не гидролизует простые амиды с образованием аммиака, а также не отщепляет от С-конца пептидной цепи α-амиды аминокислот. Гидролиз протекает быстрее всего в том случае, если боковая цепь остатка на С-конце имеет гидрофобный характер. Замещение у любого из атомов азота пептидной связи в ацилдипептидных субстратах заметно уменьшает скорость гидролиза. Остатки дикарбоновых кислот, а также глицина и аланина отщепляются от пептидов тоже сравнительно медленно в диапазоне рН 7,5—8,0. Появление в ходе гидролиза аргинина или пролина на С-конце практически прекращает дальнейший процесс.
...

Предположение, основанное на анализе кристаллической структуры
Предполагаемый механизм гидролиза пептидов, основную роль в котором играют атом цинка и остатки Glu-270 (глутаминовая кислота) и Tur-248 (тирозин), основан на предположении о большом сходстве комплекса с глицилтирозином и кинетически важного ферментативного комплекса ЕS (энзим – субстрат). Рентгеноструктурное исследование показывает, что боковые группы только этих аминокислот белка находятся вблизи атомов пептидной связи. Следовательно, донором протона и нуклеофильным агентом могут быть только остатки Glu-270 и Tur-248. Кроме них, обе эти функции могут выполняться молекулами воды.

Поскольку глицилтирозин является конкурентным ингибитором гидролиза более длинных пептидов, а другие присоединены в кристаллах КПА сходным образом, то этот механизм считается применимым к пептидам вообще.
...