Una tríada catalítica es un conjunto de tres aminoácidos coordinados que se pueden encontrar en el sitio activo de algunas enzimas . [1] [2] Las tríadas catalíticas se encuentran más comúnmente en las enzimas hidrolasas y transferasas (por ejemplo , proteasas , amidasas , esterasas , acilasas, lipasas y β-lactamasas ). Una tríada ácido - base - nucleófilo es un motivo común para generar un residuo nucleófilo para la catálisis covalente . Los residuosForman una red de relevo de carga para polarizar y activar el nucleófilo, que ataca el sustrato , formando un intermedio covalente que luego se hidroliza para liberar el producto y regenerar la enzima libre. El nucleófilo es más comúnmente un aminoácido serina o cisteína , pero ocasionalmente treonina o incluso selenocisteína . La estructura 3D de la enzima reúne los residuos de la tríada en una orientación precisa, aunque pueden estar muy separados en la secuencia ( estructura primaria ). [3]
Además de la evolución divergente de la función (e incluso el nucleófilo de la tríada), las tríadas catalíticas muestran algunos de los mejores ejemplos de evolución convergente . Las limitaciones químicas de la catálisis han llevado a que la misma solución catalítica evolucione de forma independiente en al menos 23 superfamilias distintas . [2] Su mecanismo de acción es, en consecuencia, uno de los mejor estudiados en bioquímica . [4] [5]
Historia
Las enzimas tripsina y quimotripsina se purificaron por primera vez en la década de 1930. [6] Una serina en tripsina y quimotripsina fue identificada como el nucleófilo catalítico (por modificación de diisopropil fluorofosfato ) en la década de 1950. [7] La estructura de la quimotripsina se resolvió mediante cristalografía de rayos X en la década de 1960, mostrando la orientación de la tríada catalítica en el sitio activo. [8] Se secuenciaron y alinearon otras proteasas para revelar una familia de proteasas relacionadas, [9] [10] [11] ahora llamada familia S1. Simultáneamente, se encontró que las estructuras de las proteasas de papaína y subtilisina no relacionadas evolutivamente contenían tríadas análogas. El mecanismo de "relé de carga" para la activación del nucleófilo por los otros miembros de la tríada se propuso a finales de la década de 1960. [12] A medida que se resolvieron más estructuras de proteasa mediante cristalografía de rayos X en las décadas de 1970 y 1980, se encontraron tríadas homólogas (como la proteasa TEV ) y análogas (como la papaína). [13] [14] [15] El sistema de clasificación MEROPS en las décadas de 1990 y 2000 comenzó a clasificar las proteasas en superfamilias de enzimas relacionadas estructuralmente y, por lo tanto, actúa como una base de datos de la evolución convergente de tríadas en más de 20 superfamilias. [16] [17] La comprensión de cómo las limitaciones químicas en la evolución llevaron a la convergencia de tantas familias de enzimas en las mismas geometrías de tríadas se desarrolló en la década de 2010. [2]
Desde su descubrimiento inicial, ha habido investigaciones cada vez más detalladas de su mecanismo catalítico exacto. De particular controversia en las décadas de 1990 y 2000 fue si el enlace de hidrógeno de barrera baja contribuyó a la catálisis, [18] [19] [20] o si el enlace de hidrógeno ordinario es suficiente para explicar el mecanismo. [21] [22] La enorme cantidad de trabajo sobre la catálisis covalente de relé de carga utilizada por las tríadas catalíticas ha llevado a que el mecanismo sea el mejor caracterizado en toda la bioquímica. [4] [5] [21]
Función
Las enzimas que contienen una tríada catalítica la utilizan para uno de dos tipos de reacción: para dividir un sustrato ( hidrolasas ) o para transferir una porción de un sustrato a un segundo sustrato ( transferasas ). Las tríadas son un conjunto interdependiente de residuos en el sitio activo de una enzima y actúan en concierto con otros residuos (por ejemplo, sitio de unión y orificio de oxianión ) para lograr la catálisis nucleofílica . Estos residuos de la tríada actúan juntos para hacer que el miembro nucleófilo sea altamente reactivo , generando un intermedio covalente con el sustrato que luego se resuelve para completar la catálisis. [ cita requerida ]
Mecanismo
Las tríadas catalíticas realizan catálisis covalente utilizando un residuo como nucleófilo. La reactividad del residuo nucleofílico aumenta por los grupos funcionales de los otros miembros de la tríada. El nucleófilo está polarizado y orientado por la base, que a su vez está unida y estabilizada por el ácido. [ cita requerida ]
La catálisis se realiza en dos etapas. Primero, el nucleófilo activado ataca al carbono del carbonilo y obliga al oxígeno del carbonilo a aceptar un electrón, lo que lleva a un intermedio tetraédrico . La acumulación de carga negativa en este intermedio generalmente se estabiliza mediante un orificio de oxianión dentro del sitio activo. El intermedio luego colapsa de nuevo a un carbonilo, expulsando la primera mitad del sustrato, pero dejando la segunda mitad todavía unida covalentemente a la enzima como un intermedio acil-enzima . La expulsión de este primer grupo saliente a menudo es ayudada por la donación de un protón por la base. [ cita requerida ]
La segunda etapa de la catálisis es la resolución del intermedio acil-enzima mediante el ataque de un segundo sustrato. Si este sustrato es agua, el resultado es la hidrólisis; si es una molécula orgánica, el resultado es la transferencia de esa molécula al primer sustrato. El ataque de este segundo sustrato forma un nuevo intermedio tetraédrico, que se resuelve expulsando el nucleófilo de la enzima, liberando el segundo producto y regenerando la enzima libre. [23]
Identidad de los miembros de la tríada
Nucleófilo
La cadena lateral del residuo nucleofílico realiza catálisis covalente sobre el sustrato . El único par de electrones presentes en el oxígeno o el azufre ataca al carbono carbonilo electropositivo . [3] Los 20 aminoácidos biológicos de origen natural no contienen grupos funcionales suficientemente nucleofílicos para muchas reacciones catalíticas difíciles . La inclusión del nucleófilo en una tríada aumenta su reactividad para una catálisis eficiente. Los nucleófilos más utilizados son el hidroxilo (OH) de la serina y el ión tiol / tiolato (SH / S - ) de la cisteína. [2] Alternativamente, las treonina proteasas usan el hidroxilo secundario de treonina, sin embargo, debido al impedimento estérico del grupo metilo extra de la cadena lateral, tales proteasas usan su amida N -terminal como base, en lugar de un aminoácido separado. [1] [24]
El uso de oxígeno o azufre como átomo nucleofílico provoca pequeñas diferencias en la catálisis. En comparación con el oxígeno , el orbital d extra del azufre lo hace más grande (en 0.4 Å) [25] y más suave, le permite formar enlaces más largos (d C-X yd X-H en 1.3 veces) y le da un p K a más bajo. (por 5 unidades). [26] Por lo tanto, la serina es más dependiente que la cisteína de la orientación óptima de los miembros de la tríada ácido-base para reducir su p K a [26] con el fin de lograr una desprotonación concertada con catálisis. [2] El bajo pK a de la cisteína actúa en su desventaja en la resolución del primer intermedio tetraédrico, ya que la inversión improductiva del ataque nucleofílico original es el producto de degradación más favorable. [2] Por lo tanto, la base de la tríada está orientada preferentemente para protonar la amida del grupo saliente para asegurar que sea expulsada para dejar la enzima azufre unida covalentemente al extremo N-terminal del sustrato. Finalmente, la resolución de la acil-enzima (para liberar el sustrato C-terminal) requiere que la serina se vuelva a protonar mientras que la cisteína puede salir como S - . Estéricamente , el azufre de la cisteína también forma enlaces más largos y tiene un radio de van der Waals más voluminoso [2] y si muta a serina puede quedar atrapado en orientaciones improductivas en el sitio activo. [25]
Muy raramente, el átomo de selenio del aminoácido selenocisteína poco común se usa como nucleófilo. [27] El desprotona Se - estado está fuertemente favorecida cuando en una tríada catalítica. [27]
Base
Dado que ningún aminoácido natural es fuertemente nucleófilo, la base de una tríada catalítica polariza y desprotona el nucleófilo para aumentar su reactividad. [3] Además, protona el primer producto para ayudar a la salida del grupo. [ cita requerida ]
La base es más comúnmente histidina ya que su p K a permite una catálisis básica eficaz, enlaces de hidrógeno al residuo ácido y desprotonación del residuo nucleófilo. [1] Las β-lactamasas como TEM-1 utilizan un residuo de lisina como base. Debido p de lisina K una es tan alta (p K un = 11), un glutamato y varios otros residuos actúan como el ácido para estabilizar su estado desprotonado durante el ciclo catalítico. [28] [29] Las treonina proteasas usan su amida N -terminal como base, ya que el apiñamiento estérico por el metilo de la treonina catalítica evita que otros residuos estén lo suficientemente cerca. [30] [31]
Ácido
El miembro de la tríada ácida forma un enlace de hidrógeno con el residuo básico. Esto alinea el residuo básico restringiendo su rotación de la cadena lateral y lo polariza estabilizando su carga positiva. [3] Dos aminoácidos tienen cadenas laterales ácidas a pH fisiológico (aspartato o glutamato), por lo que son los más utilizados para este miembro de la tríada. [3] La proteasa de citomegalovirus [b] utiliza un par de histidinas, una como base, como de costumbre, y otra como ácido. [1] La segunda histidina no es un ácido tan eficaz como el aspartato o el glutamato más común, lo que conduce a una menor eficacia catalítica. En algunas enzimas, el miembro ácido de la tríada es menos necesario y algunas actúan solo como una díada. Por ejemplo, la papaína [c] usa asparagina como su tercer miembro de la tríada que orienta la base de histidina pero no actúa como un ácido. De manera similar, la proteasa del virus de la hepatitis A [d] contiene un agua ordenada en la posición donde debería estar un residuo ácido. [ cita requerida ]
Ejemplos de tríadas
Ser-His-Asp
El motivo serina-histidina-aspartato es uno de los motivos catalíticos mejor caracterizados en bioquímica. [3] La tríada está ejemplificada por la quimotripsina , [e] una proteasa de serina modelo de la superfamilia PA que usa su tríada para hidrolizar las cadenas principales de proteínas. El aspartato está unido por enlaces de hidrógeno a la histidina, aumentando el pK a de su nitrógeno imidazol de 7 a alrededor de 12. Esto permite que la histidina actúe como una base general poderosa y active el nucleófilo de la serina. También tiene un orificio de oxianión que consta de varias amidas de cadena principal que estabilizan la acumulación de carga en los intermedios. La base histidina ayuda al grupo primero dejando por donar un protón, y también activa el sustrato agua hidrolítica mediante la abstracción de un protón como los restantes OH - ataques la acil-enzima intermedios. [ cita requerida ]
La misma tríada también ha evolucionado de manera convergente en α / β hidrolasas , como algunas lipasas y esterasas , sin embargo, la orientación de los miembros de la tríada se invierte. [32] [33] Además, también se ha encontrado que la acetil hidrolasa cerebral (que tiene el mismo pliegue que una proteína G pequeña ) tiene esta tríada. La tríada equivalente Ser-His- Glu se utiliza en acetilcolinesterasa . [ cita requerida ]
Cys-His-Asp
La segunda tríada más estudiada es el motivo Cisteína-Histidina-Aspartato. [2] Varias familias de cisteína proteasas utilizan este conjunto de tríadas, por ejemplo, la proteasa [a] de TEV y la papaína . [c] La tríada actúa de manera similar a las tríadas de serina proteasa, con algunas diferencias notables. Debido a la baja p de cisteína K una , la importancia de la Asp a la catálisis varía y varias proteasas de cisteína son efectivamente Cys-His díadas (por ejemplo, virus de hepatitis A de la proteasa), mientras que en otros la cisteína ya se desprotona antes de que comience la catálisis (por ejemplo, papaína). [34] Esta tríada también es utilizada por algunas amidasas, como la N -glicanasa para hidrolizar enlaces CN no peptídicos. [35]
Ser-His-His
La tríada de la proteasa del citomegalovirus [b] utiliza histidina como miembros de la tríada tanto ácida como básica. La eliminación de la histidina ácida da como resultado una pérdida de actividad de solo 10 veces (en comparación con> 10,000 veces cuando se elimina el aspartato de la quimotripsina). Esta tríada se ha interpretado como una posible forma de generar una enzima menos activa para controlar la tasa de escisión. [24]
Ser-Glu-Asp
Se encuentra una tríada inusual en las proteasas de seldolisina. [f] El bajo pK a del grupo carboxilato de glutamato significa que solo actúa como base en la tríada a un pH muy bajo. Se plantea la hipótesis de que la tríada es una adaptación a entornos específicos como aguas termales ácidas (por ejemplo, kumamolisina ) o lisosoma celular (por ejemplo, tripeptidil peptidasa ). [24]
Cys-His-Ser
La proteasa endotelial vasohibina [g] utiliza una cisteína como nucleófilo, pero una serina para coordinar la base de histidina. [36] [37] A pesar de que la serina es un ácido pobre, sigue siendo eficaz para orientar la histidina en la tríada catalítica. [36] Algunos homólogos alternativamente tienen una treonina en lugar de serina en la ubicación ácida. [36]
Thr-Nter, Ser-Nter y Cys-Nter
Treonina proteasas, tales como la proteasoma proteasa subunidad [h] y aciltransferasas ornitina [i] utilizan el hidroxilo secundario de treonina en un análoga manera al uso de la serina hidroxilo primario . [30] [31] Sin embargo, debido a la interferencia estérica del grupo metilo extra de la treonina, el miembro base de la tríada es la amida N -terminal que polariza un agua ordenada que, a su vez, desprotona el hidroxilo catalítico para aumentar su reactividad. [1] [24] De manera similar, existen configuraciones equivalentes de 'solo serina' y 'solo cisteína' como penicilina acilasa G [j] y penicilina acilasa V [k] que están relacionadas evolutivamente con las proteasas proteasas. De nuevo, estos utilizan su amida N -terminal como base. [24]
Ser- cis Ser-Lys
Esta tríada inusual ocurre solo en una superfamilia de amidasas. En este caso, la lisina actúa polarizando la serina media. [38] La serina del medio forma dos enlaces de hidrógeno fuertes con la serina nucleofílica para activarla (uno con la cadena lateral hidroxilo y el otro con la amida de la cadena principal). La serina media se mantiene en una orientación cis inusual para facilitar contactos precisos con los otros dos residuos de la tríada. La tríada es además inusual en el sentido de que la lisina y la cis -serina actúan como base para activar la serina catalítica, pero la misma lisina también desempeña el papel de miembro ácido y hace contactos estructurales clave. [38] [39]
Sec-His-Glu
El aminoácido selenocisteína (Sec), que es raro, pero que se produce de forma natural , también se puede encontrar como nucleófilo en algunas tríadas catalíticas. [27] La selenocisteína es similar a la cisteína, pero contiene un átomo de selenio en lugar de azufre. Un ejemplo es el sitio activo de la tiorredoxina reductasa , que usa el selenio para reducir el disulfuro en la tiorredoxina. [27]
Tríadas diseñadas
Además de los tipos de tríadas catalíticas que ocurren naturalmente, la ingeniería de proteínas se ha utilizado para crear variantes de enzimas con aminoácidos no nativos o aminoácidos completamente sintéticos. [40] También se han insertado tríadas catalíticas en proteínas que de otro modo no serían catalíticas, o imitaciones de proteínas. [ cita requerida ]
La subtilisina (una serina proteasa) ha tenido su nucleófilo de oxígeno reemplazado por azufre, [41] [42] selenio , [43] o telurio . [44] La cisteína y la selenocisteína se insertaron por mutagénesis , mientras que el aminoácido no natural, la telurocisteína , se insertó utilizando células auxotróficas alimentadas con telurocisteína sintética. Todos estos elementos están en la columna 16 de la tabla periódica ( calcógenos ), por lo que tienen propiedades similares. [45] [46] En cada caso, cambiar el nucleófilo redujo la actividad de la proteasa de la enzima, pero aumentó una actividad diferente. Un nucleófilo de azufre mejoró la actividad de las enzimas transferasas (a veces llamada subtiligasa). Los nucleófilos de selenio y telurio convirtieron la enzima en una oxidorreductasa . [43] [44] Cuando el nucleófilo de la proteasa TEV se convirtió de cisteína a serina, su actividad proteasa se redujo fuertemente, pero pudo ser restaurada por evolución dirigida . [47]
Se han utilizado proteínas no catalíticas como andamios, en las que se han insertado tríadas catalíticas que luego se mejoraron mediante evolución dirigida. La tríada Ser-His-Asp se ha insertado en un anticuerpo, [48] así como en una variedad de otras proteínas. [49] De manera similar, se han creado imitaciones de la tríada catalítica en pequeñas moléculas orgánicas como diaril diselenida, [50] [51] y se muestran en polímeros más grandes como resinas Merrifield , [52] y nanoestructuras de péptidos cortos autoensamblantes . [53]
Evolución divergente
La sofisticación de la red de sitios activos hace que los residuos involucrados en la catálisis (y los residuos en contacto con estos) se conserven en gran medida evolutivamente . [54] Sin embargo, hay ejemplos de evolución divergente en tríadas catalíticas, tanto en la reacción catalizada como en los residuos usados en la catálisis. La tríada sigue siendo el núcleo del sitio activo, pero está adaptada evolutivamente para cumplir diferentes funciones. [55] [56] Algunas proteínas, llamadas pseudoenzimas , tienen funciones no catalíticas (p. Ej., Regulación por unión inhibidora) y tienen mutaciones acumuladas que inactivan su tríada catalítica. [57]
Cambios de reacción
Las tríadas catalíticas realizan catálisis covalente a través de un intermedio de acil-enzima. Si este intermedio se resuelve con agua, el resultado es la hidrólisis del sustrato. Sin embargo, si el intermedio se resuelve mediante el ataque de un segundo sustrato, entonces la enzima actúa como una transferasa . Por ejemplo, el ataque de un grupo acilo da como resultado una reacción de aciltransferasa . Varias familias de enzimas transferasas han evolucionado a partir de hidrolasas por adaptación para excluir el agua y favorecer el ataque de un segundo sustrato. [58] En diferentes miembros de la superfamilia α / β-hidrolasa, la tríada Ser-His-Asp se ajusta a los residuos circundantes para realizar al menos 17 reacciones diferentes. [33] [59] Algunas de estas reacciones también se logran con mecanismos que han alterado la formación o resolución del intermedio acil-enzima, o que no proceden a través de un intermedio acil-enzima. [33]
Además, las amidofosforribosiltransferasas han desarrollado un mecanismo alternativo de transferasa , que tiene dos sitios activos. [l] En el primer sitio activo, una tríada de cisteína hidroliza un sustrato de glutamina para liberar amoníaco libre. Luego, el amoníaco se difunde a través de un túnel interno en la enzima hasta el segundo sitio activo, donde se transfiere a un segundo sustrato. [60] [61]
Cambios nucleófilos
La evolución divergente de los residuos del sitio activo es lenta debido a fuertes limitaciones químicas. Sin embargo, algunas superfamilias de proteasas han evolucionado de un nucleófilo a otro. Esto se puede inferir cuando una superfamilia (con el mismo pliegue ) contiene familias que usan diferentes nucleófilos. [47] Tales cambios de nucleófilos han ocurrido varias veces durante la historia evolutiva, sin embargo, los mecanismos por los cuales esto sucede aún no están claros. [17] [47]
Dentro de las superfamilias de proteasas que contienen una mezcla de nucleófilos (por ejemplo, el clan PA ), las familias se designan por su nucleófilo catalítico (C = cisteína proteasas, S = serina proteasas).
Superfamilia | Familias | Ejemplos de |
---|---|---|
Clan PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | Proteasa TEV ( virus del grabado del tabaco ) |
S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Quimotripsina ( mamíferos , por ejemplo, Bos taurus ) | |
Clan PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de amidofosforribosiltransferasa ( Homo sapiens ) |
S45, S63 | Precursor de penicilina G acilasa ( Escherichia coli ) | |
T1, T2, T3, T6 | Proteasoma arcaico, componente beta ( Thermoplasma acidophilum ) | |
Clan de PC | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolasa ( Rattus norvegicus ) |
S51 | Dipeptidasa E ( Escherichia coli ) | |
Clan PD | C46 | Proteína de erizo ( Drosophila melanogaster ) |
N9, N10, N11 | Subunidad catalítica A de ATPasa de protón de tipo V que contiene inteína ( Saccharomyces cerevisiae ) | |
Clan PE | P1 | DmpA aminopeptidasa ( Ochrobactrum anthropi ) |
T5 | Precursor de ornitina acetiltransferasa ( Saccharomyces cerevisiae ) |
Pseudoenzimas
Otra subclase de variantes de la tríada catalítica son las pseudoenzimas , que tienen mutaciones de la tríada que las hacen catalíticamente inactivas, pero capaces de funcionar como proteínas de unión o estructurales. [63] [64] Por ejemplo, la proteína de unión a heparina Azurocidin es un miembro del clan PA, pero con una glicina en lugar del nucleófilo y una serina en lugar de la histidina. [65] De manera similar, RHBDF1 es un homólogo de las proteasas romboides de la familia S54 con una alanina en lugar de la serina nucleofílica. [66] [67] En algunos casos, las pseudoenzimas aún pueden tener una tríada catalítica intacta, pero las mutaciones en el resto de la proteína eliminan la actividad catalítica. El clan CA contiene miembros catalíticamente inactivos con tríadas mutadas ( calpamodulina tiene lisina en lugar de su nucleófilo de cisteína) y con tríadas intactas pero mutaciones inactivadoras en otros lugares (testin de rata retiene una tríada Cys-His-Asn). [68]
Superfamilia | Familias que contienen pseudoenzimas | Ejemplos de |
---|---|---|
Clan CA | C1, C2, C19 | Calpamodulina |
Clan de CD | C14 | CFLAR |
Clan SC | S9, S33 | Neuroligina |
Clan SK | T14 | ClpR |
Clan SR | S60 | Dominio 2 de serotransferrina |
Clan ST | S54 | RHBDF1 |
Clan PA | S1 | Azurocidina 1 |
Clan PB | T1 | PSMB3 |
Evolución convergente
La enzimología de las proteasas proporciona algunos de los ejemplos conocidos más claros de evolución convergente. La misma disposición geométrica de los residuos de la tríada ocurre en más de 20 superfamilias de enzimas separadas . Cada una de estas superfamilias es el resultado de una evolución convergente para la misma disposición de tríadas dentro de un pliegue estructural diferente . Esto se debe a que existen formas productivas limitadas para organizar tres residuos de la tríada, la estructura de la enzima y el sustrato. Estos ejemplos reflejan las limitaciones físicas y químicas intrínsecas de las enzimas, lo que lleva a la evolución a converger repetida e independientemente en soluciones equivalentes. [1] [2]
Cisteína y serina hidrolasas
Las mismas geometrías de tríadas han convergido mediante serina proteasas como las superfamilias de quimotripsina [e] y subtilisina . Se ha producido una evolución convergente similar con las cisteína proteasas, como la proteasa viral C3 y las superfamilias de papaína [c] . Estas tríadas han convergido en casi la misma disposición debido a las similitudes mecánicas en los mecanismos de proteólisis de cisteína y serina. [2]
Familias de cisteína proteasas
Superfamilia | Familias | Ejemplos de |
---|---|---|
California | C1, C2, C6, C10, C12, C16, C19, C28, C31, C32, C33, C39, C47, C51, C54, C58, C64, C65, C66, C67, C70, C71, C76, C78, C83, C85, C86, C87, C93, C96, C98, C101 | Papaína ( Carica papaya ) y calpaína ( Homo sapiens ) |
CD | C11, C13, C14, C25, C50, C80, C84 | Caspasa-1 ( Rattus norvegicus ) y separasa ( Saccharomyces cerevisiae ) |
CE | C5, C48, C55, C57, C63, C79 | Adenaína ( adenovirus humano tipo 2) |
CF | C15 | Piroglutamil peptidasa I ( Bacillus amyloliquefaciens ) |
CL | C60, C82 | Sortasa A ( Staphylococcus aureus ) |
CM | C18 | Peptidasa 2 del virus de la hepatitis C ( virus de la hepatitis C ) |
CN | C9 | Peptidasa nsP2 de tipo virus sindbis ( virus sindbis ) |
CO | C40 | Dipeptidil-peptidasa VI ( Lysinibacillus sphaericus ) |
CP | C97 | Peptidasa DeSI-1 ( Mus musculus ) |
Pensilvania | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | Proteasa TEV ( virus del grabado del tabaco ) |
PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de amidofosforribosiltransferasa ( Homo sapiens ) |
ordenador personal | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolasa ( Rattus norvegicus ) |
PD | C46 | Proteína de erizo ( Drosophila melanogaster ) |
EDUCACIÓN FÍSICA | P1 | DmpA aminopeptidasa ( Ochrobactrum anthropi ) |
no asignado | C7, C8, C21, C23, C27, C36, C42, C53, C75 |
Familias de serina proteasas
Superfamilia | Familias | Ejemplos de |
---|---|---|
SB | S8, S53 | Subtilisina ( Bacillus licheniformis ) |
CAROLINA DEL SUR | S9, S10, S15, S28, S33, S37 | Prolil oligopeptidasa ( Sus scrofa ) |
SE | S11, S12, S13 | D-Ala-D-Ala peptidasa C ( Escherichia coli ) |
SF | S24, S26 | Peptidasa de señal I ( Escherichia coli ) |
SH | S21, S73, S77, S78, S80 | Citomegalovirus asemblina (humano herpesvirus 5) |
SJ | S16, S50, S69 | Peptidasa Lon-A ( Escherichia coli ) |
SK | S14, S41, S49 | Proteasa Clp ( Escherichia coli ) |
ENTONCES | S74 | Fago GA-1 apéndice del cuello CIMCD proteína autodescindible ( bacillus fago GA-1 ) |
SP | S59 | Nucleoporina 145 ( Homo sapiens ) |
SR | S60 | Lactoferrina ( Homo sapiens ) |
SS | S66 | Mureína tetrapeptidasa LD-carboxipeptidasa ( Pseudomonas aeruginosa ) |
S T | S54 | Romboide -1 ( Drosophila melanogaster ) |
Pensilvania | S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Quimotripsina A ( Bos taurus ) |
PB | S45, S63 | Precursor de penicilina G acilasa ( Escherichia coli ) |
ordenador personal | S51 | Dipeptidasa E ( Escherichia coli ) |
EDUCACIÓN FÍSICA | P1 | DmpA aminopeptidasa ( Ochrobactrum anthropi ) |
no asignado | S48, S62, S68, S71, S72, S79, S81 |
Proteasas de treonina
Las treonina proteasas utilizan el aminoácido treonina como su nucleófilo catalítico. A diferencia de la cisteína y la serina, la treonina es un hidroxilo secundario (es decir, tiene un grupo metilo). Este grupo metilo restringe en gran medida las posibles orientaciones de la tríada y el sustrato, ya que el metilo choca con el esqueleto de la enzima o la base de histidina. [2] Cuando el nucleófilo de una serina proteasa se transformó en treonina, el metilo ocupaba una mezcla de posiciones, la mayoría de las cuales impedían la unión del sustrato. [69] En consecuencia, el residuo catalítico de una treonina proteasa se encuentra en su N- terminal. [2]
Dos evolutivamente independientes superfamilias de enzimas con diferentes pliegues de proteínas son conocidas por utilizar el N residuo -terminal como un nucleófilo: Superfamilia PB (proteasomas mediante el Ntn veces) [30] y Superfamilia PE ( acetyltransferases usando el DOM veces) [31] Esta coincidencia de La estructura del sitio activo en pliegues de proteínas completamente diferentes indica que el sitio activo evolucionó de manera convergente en esas superfamilias. [2] [24]
Familias de treonina proteasas
Superfamilia | Familias | Ejemplos de |
---|---|---|
Clan PB | T1, T2, T3, T6 | Proteasoma arcaico, componente beta ( Thermoplasma acidophilum ) |
Clan PE | T5 | Ornitina acetiltransferasa ( Saccharomyces cerevisiae ) |
Ver también
- Sitio activo
- Evolución convergente
- Evolución divergente
- Catálisis enzimática
- Superfamilia de enzimas
- Grupos funcionales
- Clan PA
- Proteasa
- Proteólisis
Referencias
Notas
- ^ a b c d TEV proteasa MEROPS : clan PA , familia C4
- ^ a b Proteasa de citomegalovirus MEROPS : clan SH , familia S21
- ^ a b c d Papaína MEROPS : clan CA , familia C1
- ^ Proteasa del virus de la hepatitis A MEROPS : clan PA , familia C3
- ^ a b c Quimotripsina MEROPS : clan PA , familia S1
- ^ Seldolisina proteasa MEROPS : clan SB , familia 53
- ^ Vasohibin proteasa MEROPS : clan CA
- ^ a b Proteasoma MEROPS : clan PB , familia T1
- ^ a b Ornitina aciltransferasas MEROPS : clan PE , familia T5
- ^ Penicilina acilasa G MEROPS : clan PB , familia S45
- ^ Penicilina acilasa V MEROPS : clan PB , familia C59
- ^ amidofosforribosiltransferasa MEROPS : clan PB , familia C44
- ^ Subtilisina MEROPS : clan SB , familia S8
- ^ Prolil oligopeptidasa MEROPS : clan SC , familia S9
Citas
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