Как трипсинът смила протеина?

Трипсинът е серин протеазен ензим, който специфично разцепва пептидните връзки от карбоксилната страна на лизинови или аргининови остатъци, освен когато някой от остатъците е последван от пролин. Това специфично свойство на разцепване на трипсина го прави ценен инструмент в протеиновата химия, особено в секвенирането на протеини и протеомиката. Ето стъпка по стъпка обяснение как трипсинът смила протеините:

Свързване:Трипсинът се свързва с повърхността на протеиновия субстрат чрез специфични взаимодействия между неговото активно място и аминокиселинните остатъци около мястото на разцепване. Това свързване предизвиква конформационни промени, които улесняват каталитичната реакция.

Катализа:Активният център на трипсина съдържа каталитична триада, състояща се от три аминокиселинни остатъка:хистидин, аспарагинова киселина и серин. Тези остатъци работят заедно, за да улеснят хидролизата (разцепването) на пептидната връзка.

Хистидин:Хистидинът действа като протонен донор, пренасяйки водороден йон (Н+) към карбонилния кислород на разцепващата се пептидна връзка. Това протониране отслабва връзката, което я прави по-податлива на нуклеофилна атака.

Аспарагинова киселина:Аспарагиновата киселина функционира като обща основа, извличайки протон от хидроксилната група на сериновия остатък. Това депротониране генерира силно реактивна серинова хидроксилна група, която действа като нуклеофил в реакцията.

Серин:Активираната серинова хидроксилна група атакува карбонилния въглерод на разцепващата се пептидна връзка, образувайки тетраедричен междинен продукт. Този междинен продукт впоследствие се разпада, което води до разцепване на пептидната връзка и освобождаване на два пептидни фрагмента.

Специфичност:Трипсинът проявява специфичност в своя модел на разцепване поради наличието на обемна странична верига върху неговия субстрат-свързващ джоб. Тази обемиста странична верига предотвратява свързването на аминокиселини с големи странични вериги (като пролин) до мястото на разцепване. В резултат на това трипсинът преференциално разцепва пептидните връзки, последвани от остатъци от лизин или аргинин, освен когато те са последвани от пролин.

Чрез селективно разцепване на специфични пептидни връзки, трипсинът генерира набор от по-малки пептидни фрагменти, които могат да бъдат допълнително анализирани или разделени за различни цели, като идентифициране на протеини, секвениране и характеризиране.