Tripszin - Trypsin
Trypszin | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Azonosítók | |||||||||
Szimbólum | Trypszin | ||||||||
Pfam | PF00089 | ||||||||
InterPro | IPR001254 | ||||||||
OKOS | SM00020 | ||||||||
PROSITE | PDOC00124 | ||||||||
MEROPS | S1 | ||||||||
SCOP2 | 1c2g / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
CDD | cd00190 | ||||||||
|
A tripszin ( EC 3.4.21.4 ) a PA klán szupercsaládból származó szerin proteáz , amely számos gerinces állat emésztőrendszerében található , ahol hidrolizálja a fehérjéket . A tripszin a vékonybélben képződik, amikor proenzim formája, a hasnyálmirigy által termelt tripszinogén aktiválódik. A tripszin elsősorban a lizin vagy arginin aminosavak karboxil oldalán oldja meg a peptidláncokat . Számos biotechnológiai folyamatban használják. A folyamatot általában tripszin proteolízisnek vagy tripszinizációnak nevezik , és a tripszinnel emésztett/kezelt fehérjéket állítólag tripszinizálták. A tripszint 1876 -ban fedezte fel Wilhelm Kühne, és az ókori görög dörzsölésről kapta a nevét, mivel először izolálták a hasnyálmirigy glicerinnel való dörzsölésével .
Trypszin | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Azonosítók | |||||||||
EK sz. | 3.4.21.4 | ||||||||
CAS -szám | 9002-07-7 | ||||||||
Adatbázisok | |||||||||
IntEnz | IntEnz nézet | ||||||||
BRENDA | BRENDA bejegyzés | ||||||||
ExPASy | NiceZyme kilátás | ||||||||
KEGG | KEGG bejegyzés | ||||||||
MetaCyc | anyagcsereút | ||||||||
PRIAM | profil | ||||||||
PDB struktúrák | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Gén ontológia | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
Funkció
A duodenumban , tripszin katalizálja a hidrolízisét a peptidkötések , összeomlanak fehérjék kisebb peptidekre. A peptidtermékeket ezután más proteázokon keresztül tovább hidrolizálják aminosavakká, így hozzáférhetővé teszik azokat a véráramba történő felszívódáshoz. A triptikus emésztés szükséges lépés a fehérjék felszívódásában, mivel a fehérjék általában túl nagyok ahhoz, hogy a vékonybél bélésén keresztül felszívódjanak .
A tripszint inaktív zimogén tripszinogénként állítják elő a hasnyálmirigyben. Amikor a hasnyálmirigyet kolecisztokinin stimulálja, az a vékonybél első részébe (a nyombélbe ) választódik ki a hasnyálmirigy -csatornán keresztül . A vékonybélbe kerülve az enteropeptidáz enzim proteolitikus hasítással aktiválja a tripszinogént tripszinné .
Gépezet
Az enzimatikus mechanizmus hasonló a többi szerin proteázhoz. Ezek az enzimek katalitikus triádot tartalmaznak: hisztidin -57, aszpartát -102 és szerin -195. Ezt a katalitikus triádot korábban töltés -relé rendszernek hívták, ami a protonok abszorpcióját jelenti a szerinből a hisztidinbe és a hisztidinből az aszpartátba, de az NMR bizonyítékai szerint a szerin alkoxid formája sokkal erősebben húzza a protont, mint vajon a hisztidin imidazolgyűrűje, a jelenlegi gondolkodás azt tartja, hogy a szerin és a hisztidin mindegyikének gyakorlatilag egyenlő arányban van protonja, és ezzel rövid, alacsony gátas hidrogénkötéseket képez . Ezekkel az eszközökkel megnövekszik az aktív hely szerin nukleofilitása , megkönnyítve a proteolízis során az amidszén elleni támadását. A tripszin által katalizált enzimatikus reakció termodinamikailag kedvező, de jelentős aktiválási energiát igényel (" kinetikailag kedvezőtlen"). Ezenkívül a tripszin tartalmaz egy "oxianion-lyukat", amelyet a Gly-193 és a Ser-195 gerinces amid-hidrogénatomjai képeznek, és amely hidrogénkötés révén stabilizálja a negatív töltést, amely felhalmozódik az amid-oxigénen a sík amid-szén nukleofil támadása után. A szerin oxigén hatására a szén tetraéderes geometriát vesz fel. Ennek a tetraéderes köztiterméknek az ilyen stabilizálása segít csökkenteni a kialakulásának energiagátját, és ezzel párhuzamosan csökken az átmeneti állapot szabad energiája. Az átmeneti állapot preferenciális kötése az enzimkémia egyik legfontosabb jellemzője.
A tripszin katalitikus zsebében (S1) található negatív aszpartát -maradék (Asp 189) felelős a pozitív töltésű lizin és/vagy arginin vonzásáért és stabilizálásáért, és ezért felelős az enzim specifikusságáért. Ez azt jelenti, hogy a tripszin túlnyomórészt hasítja a fehérjéket a lizin és az arginin aminosavak karboxiloldalán (vagy " C-terminális oldalán"), kivéve, ha valamelyik C-terminális prolinhoz kötődik , bár a nagyszabású tömegspektrometriás adatok szerint a hasítás még akkor is előfordul prolinnal. A tripszint endopeptidáznak tekintik , azaz a hasítás a polipeptidláncon belül történik, nem pedig a polipeptidek végén elhelyezkedő terminális aminosavakon .
Tulajdonságok
Az emberi tripszin optimális működési hőmérséklete körülbelül 37 ° C. Ezzel szemben az atlanti tőkehal többféle tripszint tartalmaz a poikilotherm halak számára, hogy különböző testhőmérsékleten túléljék. A tőkehal -tripszinek közé tartozik a tripszin I, amelynek aktivitási tartománya 4-65 ° C (40-150 ° F), és maximális aktivitása 55 ° C -on (130 ° F), valamint a tripszin Y, amelynek hőmérséklete 2-30 ° C ( 36 és 86 ° F között), és maximális aktivitás 21 ° C -on (70 ° F).
Fehérjéként a tripszin különböző molekulatömegű, a forrástól függően. Például a szarvasmarha- és sertésforrásokból származó tripszin esetében 23,3 kDa molekulatömegről számoltak be.
A tripszin aktivitását nem befolyásolja az enzim-inhibitor tozil fenilalanil-klórmetil-keton, TPCK , amely inaktiválja kimotripszin .
A tripszint nagyon hideg hőmérsékleten (-20 és -80 ° C között) kell tárolni az autolízis megelőzése érdekében , amit a tripszin 3 -as pH -n való tárolása vagy reduktív metilezéssel módosított tripszin alkalmazása is akadályozhat . Amikor a pH -t visszaállítjuk 8 -ra, az aktivitás visszatér.
Izoenzimek
Ezek az emberi gének tripszin enzimatikus aktivitással rendelkező fehérjéket kódolnak:
|
|
|
A tripszin más izoformái más szervezetekben is megtalálhatók.
Klinikai jelentőség
Aktiválása tripszin proteolitikus hasításából tripszinogén a hasnyálmirigyben vezethet egy sor esemény okozó hasnyálmirigy önemésztés, ami a hasnyálmirigy-gyulladás . Az autoszomális recesszív betegség, a cisztás fibrózis egyik következménye a tripszin és más emésztő enzimek hasnyálmirigyből történő szállításának hiánya. Ez a meconium ileus elnevezésű rendellenességhez vezet , amely magában foglalja a bélelzáródást ( ileus ) a túl vastag meconium miatt , amelyet általában tripszin és más proteázok bontanak le, majd ürítenek.
Alkalmazások
A tripszin nagy mennyiségben kapható a hasnyálmirigyekben, és meglehetősen könnyen tisztítható. Ezért széles körben alkalmazták különböző biotechnológiai eljárásokban.
Egy szövettenyésztési laborban tripszint használnak a sejttenyésztő edény falához tapadt sejtek újraszuszpendálására a sejtek gyűjtésének folyamata során. Egyes sejttípusok tapadnak az edény oldalához és aljához in vitro tenyésztéskor . A tripszint arra használják, hogy a tenyésztett sejteket az edényhez tartó fehérjéket hasítsák, így a sejteket eltávolíthatjuk a lemezekről.
A tripszin a feldarabolt sejtek disszociálására is használható (például a sejtek rögzítése és rendezése előtt).
A tripszin felhasználható a kazein lebontására az anyatejben. Ha tripszint adunk a tejpor oldatához, a kazein lebomlása miatt a tej áttetszővé válik . A reakció sebessége a tej áttetszővé válásához szükséges idő felhasználásával mérhető.
Tripszin általánosan használt biológiai kutatás során proteomika kísérletek emészthető fehérjék peptidek tömegspektrometriás elemzése, pl gélben emésztéssel . A tripszin különösen alkalmas erre, mivel nagyon jól meghatározott specifikussággal rendelkezik, mivel csak azokat a peptidkötéseket hidrolizálja, amelyekben a karbonilcsoporthoz arginin- vagy lizinmaradék járul hozzá.
A tripszin felhasználható a vérrögök mikrobiális formában történő feloldására és a gyulladás kezelésére hasnyálmirigy formájában is.
Az állatgyógyászatban a tripszin összetevője a sebpermet -készítményeknek, például a törmeléknek, hogy feloldja az elhalt szöveteket és gennyeket a lovak, szarvasmarhák, kutyák és macskák sebeiben.
Az ételben
A kereskedelemben kapható proteáz készítmények általában különböző proteáz enzimek keverékéből állnak, amelyek gyakran tripszint is tartalmaznak. Ezeket a készítményeket széles körben használják az élelmiszer -feldolgozásban:
- sütő enzimként a tészta megmunkálhatóságának javítására
- fűszerek és aromák növényi vagy állati fehérjékből történő kivonásában és mártások előállításában
- a sajt és tejtermékek aromaképződésének szabályozására
- a haltermékek textúrájának javítására
- hogy megpuhítsa a húst
- a sör hideg stabilizálása során
- a termelés hipoallergén élelmiszer, ahol proteázok lebontják specifikus allergén fehérjéket nem okoz allergiát peptidek, például a proteázok előállítására használják hipoallergén bébiétel tehéntejből, ezáltal csökkentve annak kockázatát, hogy a babák fejlődő tej allergia .
Tripszin inhibitor
Annak érdekében, hogy megakadályozzák az aktív tripszin hatását a hasnyálmirigyben, ami nagyon káros lehet, olyan inhibitorok, mint a BPTI és a SPINK1 a hasnyálmirigyben és az α1-antitripszin a szérumban, jelen vannak a nem megfelelő aktiváció elleni védelem részeként. Az inaktív tripszinogénből idő előtt kialakult tripszint az inhibitor megköti. A tripszin és inhibitorai közötti fehérje-fehérje kölcsönhatás az egyik legszorosabban kötött, és a tripszint néhány hasnyálmirigy-gátlója szinte visszafordíthatatlanul megköti. Ellentétben a szinte minden ismert fehérjegyüttessel, az inhibitorok által megkötött tripszin egyes komplexei nem disszociálnak könnyen a 8 M karbamiddal végzett kezelés után.
Lásd még
Hivatkozások
További irodalom
- Brosens JJ, Salker MS, Teklenburg G, Nautiyal J, Salter S, Lucas ES, et al. (2014 február). "Emberi embriók méhszelekciója a beültetéskor" . Tudományos jelentések . 4 : 3894. Bibcode : 2014NatSR ... 4E3894B . doi : 10.1038/srep03894 . PMC 3915549 . PMID 24503642 . 3894. cikk . Letöltve : 2019. március 15 . Cikk a tripszin szerepéről az emberi embriók beültetésében.CS1 maint: utóirat ( link )
Külső linkek
- A MEROPS online adatbázis a peptidázokhoz és inhibitoraikhoz: Trypsin 1 S01.151 , Trypsin 2 S01.258 , Trypsin 3 S01.174
- Tripszin inhibitorok és tripszin vizsgálati módszer a Sigma-Aldrich-nál
- A tripszin az amerikai National Library of Medicine orvosi tárgyszórendszere (mm)