Prolil isomerasa (también conocido como peptidilprolil isomerasa o PPIase ) es una enzima ( EC 5.2.1.8 ) se encuentran tanto en procariotas y eucariotas que interconvierte los cis y trans isómeros de enlaces peptídicos con el aminoácido prolina . [1] La prolina tiene un enlace peptídico inusualmente restringido conformacionalmente debido a su estructura cíclica con su cadena lateral unida a su nitrógeno amínico secundario . La mayoría de los aminoácidos tienen una fuerte preferencia energética porLa conformación del enlace peptídico trans debido al impedimento estérico , pero la estructura inusual de la prolina estabiliza la forma cis de modo que ambos isómeros se pueblan en condiciones biológicamente relevantes. Las proteínas con actividad de prolil isomerasa incluyen ciclofilina , FKBP y parvulina , aunque las proteínas más grandes también pueden contener dominios de prolil isomerasa .
Peptidilprolil isomerasa | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
CE no. | 5.2.1.8 | |||||||
No CAS. | 95076-93-0 | |||||||
Bases de datos | ||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | |||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | |||||||
FÁCIL | NiceZyme vista | |||||||
KEGG | Entrada KEGG | |||||||
MetaCyc | camino metabólico | |||||||
PRIAM | perfil | |||||||
Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
|
Peptidil-prolil cis-trans isomerasa, tipo PpiC | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
Símbolo | PPIase_PpiC | |||||||
Pfam | PF00639 | |||||||
InterPro | IPR000297 | |||||||
PROSITE | PDOC00840 | |||||||
Membranome | 599 | |||||||
|
Plegado de proteínas
La prolina es única entre los aminoácidos naturales por tener una diferencia relativamente pequeña en energía libre entre la configuración cis de su enlace peptídico y la forma trans más común . La energía de activación requerida para catalizar la isomerización entre cis y trans es relativamente alta: ~ 20 kcal / mol (cf ~ 0 kcal / mol para enlaces peptídicos regulares). A diferencia de los enlaces peptídicos regulares, el enlace peptídico X-prolilo no adoptará la conformación deseada de forma espontánea, por lo que el proceso de isomerización cis-trans puede ser el paso limitante en el proceso de plegamiento de proteínas . Por tanto, las prolil isomerasas funcionan como acompañantes de plegamiento de proteínas . Los enlaces peptídicos cis N-terminales a los residuos de prolina se encuentran a menudo en el primer residuo de ciertos tipos de giros cerrados en la estructura de la proteína. Las proteínas que contienen estructurales cis -prolines en el estado nativo incluyen una ribonucleasa , ribonucleasa T1 , beta lactamasa , ciclofilina , y algunas interleucinas .
El plegamiento de prolil isomerasa puede ser autocatalítico y, por tanto, la velocidad de plegado depende de la concentración de reactivo. Parvulin y humano citosólica FKBP Se cree que para catalizar sus propios procesos de plegamiento.
Evidencia de isomerización de prolina
Los métodos para identificar la presencia de un proceso de isomerización de prolina que limita la velocidad en un evento de plegamiento de proteínas incluyen:
- Energías de activación compatibles con la isomerización de prolina, que típicamente tiene una activación de aproximadamente 20 kcal / mol.
- Cinética de plegado de dos estados indicativa de poblaciones de plegado rápido y plegado lento en el estado desplegado o desnaturalizado.
- Los ensayos de "doble salto" en los que las proteínas que contienen prolina se despliegan y vuelven a plegar, y la población de conformaciones de prolina no nativas se estudian en función del grado de plegamiento.
- Aceleración de la velocidad de plegamiento in vitro mediante la adición de una prolil isomerasa.
- Aceleración de la velocidad de plegamiento in vitro en variantes de proteínas mutantes con uno o más residuos de prolina reemplazados por otro aminoácido.
Es importante tener en cuenta que no todos los enlaces peptídicos de prolina son críticos para la estructura o función de una proteína, y no todos estos enlaces tienen una influencia significativa en la cinética de plegamiento, especialmente los enlaces trans . Además, algunas prolil isomerasas tienen un grado de especificidad de secuencia y, por lo tanto, pueden no catalizar la isomerización de prolinas en ciertos contextos de secuencia.
Ensayos de actividad de prolil isomerasa
La actividad de prolil isomerasa se descubrió por primera vez utilizando un ensayo basado en quimotripsina . La enzima proteolítica quimotripsina tiene una especificidad de sustrato muy alta para el péptido de cuatro residuos Ala - Ala - Pro - Phe solo cuando el enlace peptídico de prolina está en estado trans . La adición de quimotripsina a una solución que contiene un péptido indicador con esta secuencia da como resultado la escisión rápida de aproximadamente el 90% de los péptidos, mientras que los péptidos con enlaces cis- prolina, aproximadamente el 10% en solución acuosa , se escinden a una velocidad limitada por la isomerización de prolina no catalizada. . La adición de una prolil isomerasa potencial acelerará esta última fase de reacción si tiene verdadera actividad prolil isomerasa.
Referencias
- ^ Fischer G, Schmid FX (1990). "El mecanismo de plegamiento de proteínas. Implicaciones de modelos de replegamiento in vitro para el plegamiento y translocación de proteínas de novo en la célula". Bioquímica . 29 (9): 2205–2212. doi : 10.1021 / bi00461a001 . PMID 2186809 .
Otras lecturas
- Balbach J, Schmid FX (2000). "Isomerizarion de prolina y su catálisis en el plegamiento de proteínas". En Pain RH (ed.). Mecanismos de plegamiento de proteínas (2ª ed.). Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-963788-1.
- Fischer G, Bang H, Mech C (1984). "[Determinación de catálisis enzimática para la isomerización cis-trans de la unión de péptidos en péptidos que contienen prolina]". Biomed. Biochim. Acta (en alemán). 43 (10): 1101-11. PMID 6395866 .