Jakie są role każdego członka triady katalitycznej SHD? Jak działa mechanizm?

THE SHD CATALYTIC TRIAD

The Triada katalityczna SHD, jak sama nazwa wskazuje, składa się z aminokwasów (AA) seryny, histydyny i asparaginianu, których kody jednoliterowe to odpowiednio S, H i D.

Ten rodzaj triady występuje na przykład w enzymie trypsyna, który można znaleźć w trzustce, najpierw zsyntetyzowany jako nieaktywny prekursor (więc nie wykonuje swojej pracy, dopóki nie będzie potrzebny).

TRYPSIN CUTS SPECIFIC PEONIDE BONDS

Idea trypsyny polega na tym, że ma ona hydrolizować specyficzne wiązania peptydowe, w których wiązanie peptydowe ma specyficzny charakter # R # grupa w sekwencji AA, która jest duży i # Mathbf (("+")) #. To jest przykład komplementarność opłat.

Podkreślonym wiązaniem jest wiązanie peptydowe, które ulega hydrolizie podczas aktywności enzymatycznej po znalezieniu wyróżnionego # R # Grupa.

ROLI AMINOKWASOWE

Serine w tej triadzie byłoby świetnie nukleofil, jeśli nie dla jego protonu. Posiadanie tego deprotonowania naprawdę by pomogło. Aby to osiągnąć, musimy coś osiągnąć obniżenie pKa seryny tak, że chce oddać swój proton.

Histydyna staje się pożądanym rozwiązaniem poprzez bycie aktywator do seryny. Ponieważ pKa histydyny wynosi około 6,04, a pKa neutralnej seryny wynosi około 15,9, to jednak samo w sobie byłoby mało prawdopodobne, by tak się stało.

Jednak, asparaginian ma pKa około 3,90 i ładunek ujemny, więc jako związek hydrofilowy chce być kwasem, tak że zarówno histydyna, jak i asparaginian tworzą interakcję wiązania H.

Pragnienie asparaginianu na proton histydynowy skłania histydynę do podnieś jego pKa zachować proton w prawym górnym rogu, wyważanie różnica pKa między histydyną i seryną, sprzyjająca deprotonowaniu seryny w celu utworzenia interakcji wiązania H.

Jako dodatkowy bonus, asparaginian również orients histydyna tak, że jej swobodnie obracający się mostek metylenowy jest utrzymywany na miejscu. Ładny!

Razem działają one w trypsynie, na przykład w celu katalizowania hydrolizy / cięcia specyficznych wiązań peptydowych innych białek.

CO MYŚLI MECHANIZM?

Cóż, tutaj jest ten duży schemat:

1. Histydyna kradnie proton z seryny, aktywując go.
2. Seryna może teraz atakować węgiel karbonylowy, wiążąc się w kompleksie czworościennym.
3. Kompleks jest stabilizowany przez kręgosłup # „NH” # z pobliskiej glicyny, jak również z tej samej seryny. Histydyna jest zorientowana przez asparaginian. Kompleks tetraedryczny zapada się, aby odciąć wiązanie peptydowe i powstały # „NH” # kradnie proton z histydyny.
4. Histydyna może chwycić proton z wody, ponieważ jego pKa jest wciąż podwyższona (co czyni go słabszym kwasem) po ustabilizowaniu przez asparaginian.
5. Wodorotlenek jest doskonałym nukleofilem, który może następnie zaatakować węgiel karbonylowy dla drugiego ataku nukleofilowego.
6. Kompleks czworościenny, ponownie stabilizowany przez kręgosłup # „NH” # na glicynie i tej samej serynie może następnie zapaść się, odszczepiając serynę od razu i chwytając proton z histydyny jak poprzednio.
7. Kończymy kwasem karboksylowym, wynikiem hydrolizy wiązania peptydowego.