Tripszin - Trypsin

Trypszin
1UTN.png
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:

proteáz, szerin, 1 (tripszin 1)
Azonosítók
Szimbólum PRSS1
Alt. szimbólumok PRÓBA1
NCBI gén 5644
HGNC 9475
OMIM 276000
RefSeq NM_002769
UniProt P07477
Egyéb adatok
EK -szám 3.4.21.4
Lokusz Chr. 7 q32-qter
proteáz, szerin, 2 (tripszin 2)
Azonosítók
Szimbólum PRSS2
Alt. szimbólumok TRYP2
NCBI gén 5645
HGNC 9483
OMIM 601564
RefSeq NM_002770
UniProt P07478
Egyéb adatok
EK -szám 3.4.21.4
Lokusz Chr. 7 q35
proteáz, szerin, 3 (mezotripszin)
Azonosítók
Szimbólum PRSS3
Alt. szimbólumok PRSS4
NCBI gén 5646
HGNC 9486
OMIM 613578
RefSeq NM_002771
UniProt P35030
Egyéb adatok
EK -szám 3.4.21.4
Lokusz Chr. 9 p13

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

Külső linkek