La dipeptidasa Xaa-Pro , también conocida como prolidasa , es una enzima que en los seres humanos está codificada por el gen PEPD . [5] [6] [7]
La dipeptidasa Xaa-Pro es una dipeptidasa citosólica que hidroliza dipéptidos con prolina o hidroxiprolina en el extremo carboxi (pero no Pro-Pro). Es importante en el metabolismo del colágeno debido a los altos niveles de iminoácidos . [7] Las mutaciones en el locus PEPD causan deficiencia de prolidasa . Se caracteriza por Iminodipeptidurea, úlceras cutáneas , retraso mental e infecciones recurrentes.
Las prolidasas caen dentro de una subclase de metalopeptidasas que involucran agrupaciones de metales del sitio activo binuclear . [8] Este grupo de metales facilita la catálisis al servir como un sitio de unión de sustrato , activando nucleófilos y estabilizando el estado de transición . Además, las prolidasas se clasifican en una familia más pequeña llamada enzimas “pan de pita”, que escinden los enlaces que contienen amido , imido y amidino . [9] El pliegue del "pan de pita", que contiene un centro de metal flanqueado por dos bolsillos de unión de sustrato bien definidos, permitió que la prolidasa se escindiera específicamente entre cualquier aminoácido no prolina y prolina.
La primera estructura de prolidasa jamás resuelta provino del arqueo hipertermofílico Pyrococcus furiosus (Pfprol). [8] Este dímero tiene una estructura cristalina que muestra dos monómeros aproximadamente simétricos que tienen un dominio N-terminal , formado por una hoja β mixta de seis hebras flanqueada por cinco hélices α , un enlazador helicoidal y un dominio C-terminal , que consta de una hoja β mixta de seis hebras flanqueada por cuatro hélices α. La hoja β curvada del Dominio II tiene un pliegue en forma de “pan de pita”. El sitio activo se encuentra en la superficie interna de la hoja β del Dominio II, con un notable cúmulo de Co dinuclear anclado por las cadenas laterales de dos residuos de aspartato (Asp209 y Asp220), dos residuos de glutamato (Glu313 y Glu327) y un residuo de histidina (His284). Los grupos carboxilato de residuos de aspartato y glutamina sirven como puentes entre los dos átomos de Co. En el proceso de cristalización , los átomos de Co se reemplazan con Zn , lo que dificulta la actividad enzimática.
A diferencia de Pfprol, la estructura de la variante humana sigue siendo poco conocida. La homología de secuencia entre humanos y Pfprol produce solo un 25% de identidad y un 43% de similitud. [10] Las dos estructuras disponibles de prolidasa humana disponibles en el Protein Data Bank son homodímeros que contienen Na o Mn , que se unen a aminoácidos similares a los de Pfprol: Glu412 (Glu313 en Pfprol), se une al primer ion, Asp276 ( Asp209 en Pfprol) se une al segundo ion, y Asp287 y Glu452 se unen a ambos (Asp220 y Glu327 en Pfprol).
Debido a la estructura cíclica de la prolina, solo unas pocas peptidasas podrían romper el enlace entre la prolina y otros aminoácidos. [11] Junto con la prolinasa, la prolidasa son las únicas enzimas conocidas que pueden descomponer los dipéptidos para producir prolina libre. Prolidase sirve para hidrolizar dipéptidos Xaa-Pro tanto dietéticos como endógenos . Más específicamente, es esencial para catalizar el último paso de la degradación de procolágeno, colágeno y otros péptidos que contienen prolina en aminoácidos libres que se utilizarán para el crecimiento celular. [12]Además, también participa en el proceso de reciclaje de prolina de dipéptidos Xaa-Pro para la resíntesis de colágeno. La prolina y la hidroxiprolina constituyen una cuarta parte de los residuos de aminoácidos en el colágeno, que es la proteína más abundante en el cuerpo en masa y juega un papel importante en el mantenimiento del tejido conectivo en el cuerpo. [12] [13]