stringtranslate.com

Глутаминовая протеаза

Глутаминовые протеазы — это группа протеолитических ферментов , содержащих остаток глутаминовой кислоты в активном центре. Этот тип протеазы был впервые описан в 2004 году и стал шестым каталитическим типом протеазы. [1] Ранее предполагалось, что члены этой группы протеазы являются аспартатной протеазой , но структурное определение показало, что она принадлежит к новому семейству протеаз. Первой структурой этой группы протеазы была сциталидоглутамиковая пептидаза , активный центр которой содержит каталитическую диаду, глутаминовую кислоту (E) и глутамин (Q), что дало начало названию эколизин . Эта группа протеаз встречается в основном в патогенных грибах, поражающих растения и человека. [2]

Распространение и типы

Димер аспергилло-глутаминовой пептидазы

Существует два независимых семейства глутаминовых протеаз (G1 и G2), и они имеют ограниченное распространение. Первоначально считалось, что они ограничены нитчатыми грибами, в основном в типе Ascomycota . [3] Однако впоследствии глутаминовые протеазы были идентифицированы в бактериях и археях . [4] Также была идентифицирована глутаминовая протеаза из вируса растений ( вирус крапчатости клубники ). [5]

Первое суперсемейство глутаминовых протеаз было идентифицировано в грибах Scytalidium lignicola и Aspergillus niger var. macrosporus , из которых получены сциталидоглутаминовая пептидаза (эколизин) и аспергиллоглутаминовая пептидаза соответственно. Эти две протеазы содержат остатки Glu и Gln активного центра и сгруппированы в семейство MEROPS G1. [6] [7]

Конвергентно эволюционировавшая глутаминовая пептидаза, белок предшейного придатка (бактериофаг phi-29), использует диаду Glu и Asp в активном центре и классифицируется как семейство MEROPS G2. [8]

Характеристики

Эти ферменты являются кислыми протеазами; например, эколизин наиболее активен при pH 2,0, когда в качестве субстрата используется казеин. [2] Эколозины предпочитают объемные аминокислотные остатки в сайте P1 и небольшие аминокислотные остатки в сайте P1′. Характерной чертой протеазы является ее нечувствительность к пепстатину и S-PI (ацетилпепстатину), и ранее ее классифицировали как «пепстатин-нечувствительные карбоксильные протеиназы». [9] Другие «пепстатин-нечувствительные карбоксильные протеиназы» принадлежат к подсемейству сериновых протеаз , серин-карбоксильных протеаз (седолизин), которые были открыты в 2001 году. [2] Эти протеазы также не ингибируются DAN (метиловым эфиром диазоацетил-DL-норлейцина) (7), но могут ингибироваться EPNP (1,2-эпокси-3-( п -нитрофенокси) пропаном). [10] [11]

Активный центр и механизм катализа

Активный сайт эколозина содержит отличительную каталитическую диаду глутаминовой кислоты и глутамина , которые участвуют в связывании субстрата и катализе. Эти остатки действуют как нуклеофил, при этом глутаминовая кислота служит общей кислотой в первой фазе реакции, отдавая протон карбонильному кислороду в пептидной связи субстрата. Одна или две молекулы воды могут быть вовлечены в реакцию, поставляя гидроксильную группу, а глутаминовая кислота далее отдает протон амидному азоту, что приводит к разрыву пептидной связи. Затем глутамин возвращает глутаминовую кислоту в ее исходное состояние. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Fujinaga M, Cherney MM, Oyama H, Oda K, James MN (март 2004 г.). «Молекулярная структура и каталитический механизм новой карбоксилпептидазы из Scytalidium lignicolum». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (10): 3364–9. Bibcode : 2004PNAS..101.3364F. doi : 10.1073/pnas.0400246101 . PMC  373467. PMID  14993599 .
  2. ^ abc Oda K (январь 2012). «Новые семейства карбоксильных пептидаз: серин-карбоксильные пептидазы и глутаминовые пептидазы». Журнал биохимии . 151 (1): 13–25. doi : 10.1093/jb/mvr129 . PMID  22016395.
  3. ^ Sims AH, Dunn-Coleman NS, Robson GD, Oliver SG (октябрь 2004 г.). «Распределение глутаминовой протеазы ограничено нитчатыми грибами». FEMS Microbiology Letters . 239 (1): 95–101. doi : 10.1016/j.femsle.2004.08.023 . PMID  15451106.
  4. ^ Jensen K, Østergaard PR, Wilting R, Lassen SF (2010). «Идентификация и характеристика бактериальной глутаминовой пептидазы». BMC Biochemistry . 11 (47): 47. doi : 10.1186 /1471-2091-11-47 . PMC 3009609. PMID  21122090. 
  5. ^ Mann KS, Chisholm J и Sanfaçon H (2019). «Вирус крапчатости клубники (семейство Secoviridae, порядок Picornavirales) кодирует новую глутаминовую протеазу для обработки полипротеина РНК2 в двух сайтах расщепления». J Virol . 93 (5): e01679-18. doi :10.1128/JVI.01679-18. PMC 6384087. PMID  30541838 . 
  6. ^ Sasaki H, Kubota K, Lee WC, Ohtsuka J, Kojima M, Iwata S, Nakagawa A, Takahashi K, Tanokura M (июль 2012 г.). «Кристаллическая структура промежуточного димера аспергиллоглутаминовой пептидазы, которая имитирует комплекс продукта активации фермента, полученный при автопротеолизе». Журнал биохимии . 152 (1): 45–52. doi :10.1093/jb/mvs050. PMID  22569035.
  7. ^ Takahashi K (2013). «Структурные и функциональные исследования ферментов с каталитической карбоксильной группой(ами): от рибонуклеазы T1 до карбоксильных пептидаз». Труды Японской академии, Серия B. 89 ( 6): 201–25. Bibcode : 2013PJAB...89..201T. doi : 10.2183/pjab.89.201. PMC 3749792. PMID  23759941. 
  8. ^ "Семейство G2". MEROPS .[ постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ "Семейство G1". MEROPS .[ постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Мурао С., Ода К., Мацусита И. (1973). «Выделение и идентификация микроорганизма, который продуцирует не ингибитор пепсина Streptomyces и чувствительные к метиловому эфиру N-диазоацетил-DL-норлейцина кислые протеазы». Agric. Biol. Chem . 37 (6): 1417–1421. doi : 10.1271/bbb1961.37.1417 .
  11. ^ Морихара К, Цузуки Х, Мурао С, Ода К (март 1979). «Нечувствительные к пепстатину кислые протеазы из Scytalidium lignicolum. Кинетическое исследование с синтетическими пептидами». Журнал биохимии . 85 (3): 661–8. PMID  34596.
  12. ^ Моселио Шехтер, ред. (2009). Энциклопедия микробиологии (3-е изд.). Academic Press. стр. 499. ISBN 978-0123739391.