Войти
Фермент протеаза TEV содержит пример каталитической триады остатки (красный) в его активном сайте. Триада состоит из аспартата (кислоты ), гистидина (основания ) и серина (нуклеофил ). Субстрат (черный) связывается сайтом связывания, чтобы ориентировать его рядом с триадой. (PDB : 1LVM )A каталитическая триада представляет собой набор из трех скоординированных аминокислот, которые можно найти в активном сайте некоторые ферменты. Каталитические триады чаще всего встречаются в ферментах гидролаза и трансфераза (например, протеазы, амидазы, эстеразы, ацилазы, липазы и β-лактамазы ). Кислота - Основание - Нуклеофил триада - это общий мотив для создания нуклеофильного остатка для ковалентного катализа. остатки образуют сеть реле заряда для поляризации и активации нуклеофила, который атакует субстрат, образуя ковалентный промежуточный продукт, который затем гидролизуют с высвобождением продукта и регенерацией свободного фермента. Нуклеофилом чаще всего является серин или цистеин аминокислота, но иногда треонин или даже селеноцистеин. 3D-структура фермента объединяет триадные остатки в точной ориентации, даже если они могут находиться далеко друг от друга в последовательности (первичная структура ).
, а также дивергентная эволюция функции (и даже нуклеофил триады), каталитические триады показывают некоторые лучших примеров конвергентной эволюции. Химические ограничения на катализ привели к тому, что один и тот же каталитический раствор независимо развился по крайней мере в 23 отдельных суперсемействах. Их механизм действия, следовательно, является одним из наиболее изученных в биохимии.
Ферменты трипсин и химотрипсин были первыми очищен в 1930-е гг. Серин в каждом из трипсина и химотрипсина был идентифицирован как каталитический нуклеофил (посредством модификации диизопропилфторфосфата ) в 1950-х годах. Структура химотрипсина была решена с помощью рентгеновской кристаллографии в 1960-х годах, что показало ориентацию каталитической триады в активном центре. Другие протеазы были секвенированы и выровнены, чтобы выявить семейство родственных протеаз, теперь называемое семейством S1. Одновременно в структурах эволюционно не связанных протеаз папаин и субтилизин были обнаружены аналогичные триады. Механизм «реле заряда» для активации нуклеофила другими членами триады был предложен в конце 1960-х годов. Поскольку все больше протеазных структур было решено с помощью рентгеновской кристаллографии в 1970-х и 80-х годах, гомологичные (такие как протеаза TEV ) и аналогичные (например, папаин) триады были найдены. Система классификации MEROPS в 1990-х и 2000-х годах начала классифицировать протеазы на структурно связанные ферменты суперсемейства и, таким образом, действует как база данных конвергентной эволюции триад в более чем 20 надсемейства. Понимание того, как химические ограничения эволюции привели к конвергенции стольких семейств ферментов в одной и той же триаде геометрии, разработанной в 2010-х годах.
С момента их первоначального открытия, все более подробные исследования их точный каталитический механизм. Особые споры в 1990-х и 2000-х годах заключались в том, способствует ли низкобарьерная водородная связь катализу или достаточно ли обычной водородной связи для объяснения механизма. Масштабная работа над реле заряда и ковалентным катализом, используемым каталитическими триадами, привела к тому, что этот механизм лучше всего охарактеризован во всей биохимии.
Ферменты, содержащие каталитическую триаду. использовать его для одного из двух типов реакций: либо для расщепления субстрата (гидролазы ), либо для переноса одной части субстрата на второй субстрат (трансферазы ). Триады представляют собой взаимозависимый набор остатков в активном сайте фермента и действуют совместно с другими остатками (например, сайтом связывания и оксианионным отверстием ), чтобы достичь нуклеофильного катализа. Эти триадные остатки действуют вместе, чтобы сделать член нуклеофил высоко реактивным, образуя ковалентный промежуточный продукт с субстратом, который затем разделяется для завершения катализа.
Каталитические триады осуществляют ковалентный катализ с использованием остатка в качестве нуклеофила. Реактивность нуклеофильного остатка увеличивается за счет функциональных групп других членов триады. Нуклеофил поляризован и ориентирован основанием, которое само связывается и стабилизируется кислотой.
Катализ проводится в два этапа. Во-первых, активированный нуклеофил атакует карбонильный углерод и заставляет карбонильный кислород принимать электрон, что приводит к тетраэдрическому промежуточному соединению. Наращивание отрицательного заряда на этом промежуточном продукте обычно стабилизируется оксианионной дырой в активном центре. Промежуточный продукт затем коллапсирует обратно до карбонила, выбрасывая первую половину субстрата, но оставляя вторую половину все еще ковалентно связанной с ферментом в виде промежуточного ацил-фермента. Выбросу этой первой уходящей группы часто способствует донорство протона от основания.
Вторая стадия катализа - это разделение промежуточного ацил-фермента посредством атаки второго субстрата. Если этот субстрат - вода, то результатом будет гидролиз; если это органическая молекула, то результатом является перенос этой молекулы на первый субстрат. Атака этим вторым субстратом образует новый тетраэдрический промежуточный продукт, который разрешается путем выброса нуклеофила фермента, высвобождения второго продукта и регенерации свободного фермента.
Общий механизм реакции, катализируемый каталитической триадой (черный): нуклеофильное замещение на карбонильном субстрате (красный) вторым субстратом (синий). Во-первых, нуклеофил фермента (X) атакует карбонил с образованием ковалентно связанного промежуточного ацил-фермента. Затем этот интермедиат атакует нуклеофил второго субстрата (X '). Если второй нуклеофил представляет собой гидроксил воды, результатом является гидролиз, в противном случае результатом является перенос группы X '. 
Каталитическая триадная система реле заряда, как обычно обнаружен в протеазах. Кислотный остаток (обычно глутамат или аспартат ) выравнивает и поляризует основание (обычно гистидин ), которое активирует нуклеофил (часто серин или цистеин, иногда треонин ). Триада уменьшает pKa нуклеофильного остатка, который затем атакует субстрат. оксианионная дырка положительно заряженных, как правило, основных амидов (иногда боковых цепей) стабилизирует накопление заряда на субстрате переходное состояние.Боковая цепь нуклеофильного остатка выполняет ковалентный катализ на субстрате. неподеленная пара электронов, присутствующая на кислороде или сере, атакует электроположительный карбонил углерод. 20 природных биологических аминокислот не содержат каких-либо нуклеофильных функциональных групп в достаточной степени для многих сложных каталитических реакций. Включение нуклеофила в триаду увеличивает его реакционную способность для эффективного катализа. Наиболее часто используемые нуклеофилы - это гидроксил (OH) серина и тиол / тиолат-ион (SH / S) цистеина. В качестве альтернативы треониновые протеазы используют вторичный гидроксил треонина, однако из-за стерических препятствий дополнительной метильной группы боковой цепи такие протеазы используют их N-концевой амид в качестве основания, а не отдельная аминокислота.
Использование кислорода или серы в качестве нуклеофильного атома вызывает незначительные различия в катализе. По сравнению с кислородом дополнительная d-орбиталь серы делает его больше (на 0,4 Å) и мягче, позволяет образовывать более длинные связи (d CX и d XH в 1,3 раза), и дает ему более низкий pK a (на 5 единиц). Следовательно, серин в большей степени, чем цистеин, зависит от оптимальной ориентации членов кислотно-основной триады для снижения их pK a для достижения согласованного депротонирования с катализом. Низкое pK a цистеина работает к своему недостатку при разделении первого тетраэдрического промежуточного соединения, поскольку непродуктивное обращение исходной нуклеофильной атаки является более благоприятным продуктом распада. Следовательно, основание триады предпочтительно ориентировано на протонирование амида уходящей группы, чтобы гарантировать, что он выбрасывается, оставляя фермент серу ковалентно связанной с N-концом субстрата. Наконец, разделение ацил-фермента (для высвобождения С-конца субстрата) требует повторного протонирования серина, тогда как цистеин может уйти в виде S. С точки зрения стерильности сера цистеина также образует более длинные связи и имеет более массивный радиус Ван-дер-Ваальса, и если мутировал в серин, он может быть захвачен в непродуктивных ориентациях в активном центре.
Очень редко селен атом необычной аминокислоты селеноцистеин используется в качестве нуклеофила. Состояние депротонированного Se в каталитической триаде является сильным преимуществом.
Поскольку природные аминокислоты не являются сильно нуклеофильными, основание в каталитической триаде поляризуется и депротонирует нуклеофил для увеличения его реакционной способности. Кроме того, он протонирует первый продукт, чтобы способствовать уходу уходящей группы.
Основанием чаще всего является гистидин, поскольку его pK a обеспечивает эффективный основной катализ, образование водородных связей с кислотным остатком и депротонирование нуклеофильного остатка. β-лактамазы, например, TEM-1, используют в качестве основания остаток лизина. Поскольку pK a лизина настолько велико (pK a = 11), глутамат и несколько других остатков действуют как кислота для стабилизации его депротонированного состояния во время каталитического цикла. Треониновые протеазы используют свой N-концевой амид в качестве основания, поскольку стерическое вытеснение метила каталитического треонина не позволяет другим остаткам быть достаточно близкими.
Кислотный член триады образует водородную связь с основной остаток. Это выравнивает основной остаток, ограничивая его вращение боковой цепи, и поляризует его, стабилизируя его положительный заряд. Две аминокислоты имеют кислые боковые цепи при физиологическом pH (аспартат или глутамат) и поэтому наиболее часто используются для этого члена триады. Цитомегаловирусная протеаза использует пару гистидинов, один в качестве основание, как обычно, и одно как кислота. Второй гистидин не является такой эффективной кислотой, как более распространенный аспартат или глутамат, что приводит к более низкой каталитической эффективности. В некоторых ферментах кислотный член триады менее необходим, а некоторые действуют только как диада. Например, папаин использует аспарагин в качестве члена третьей триады, которая ориентирует гистидиновое основание, но не действует как кислота. Точно так же протеаза вируса гепатита А содержит упорядоченную воду в том месте, где должен находиться кислотный остаток.
Диапазон аминокислотных остатков, используемых в различных комбинациях в разных ферментах для образования каталитической триады для гидролиза. Слева - члены триады нуклеофила, основания и кислоты. Справа показаны разные подложки с разорванной связкой, обозначенной ножницами. Две разные связи в бета-лактамах могут быть расщеплены (1 с помощью пенициллинацилазы и 2 с помощью бета-лактамазы ).Мотив серин-гистидин-аспартат является одним из наиболее подробно описанных каталитических мотивов в биохимии. Триада представлена химотрипсином, модельной сериновой протеазой из суперсемейства PA, которая использует свою триаду Аспартат связан водородной связью с гистидином, увеличивая pK a его имидазольного азота с 7 до примерно 12. Это позволяет гистидину действовать как мощное общее основание и активировать серин нуклеофил. Он также имеет оксианионную дырку, состоящую из нескольких амидов основной цепи, которые стабилизируют накопление заряда на промежуточных соединениях. Основание гистидина помогает первой уходящей группе, отдавая протон, а также активирует гидролитический водный субстрат путем выделения протон, поскольку оставшийся ОН атакует промежуточное соединение ацил-фермент.
Та же триада h как также конвергентно эволюционируют в α / β гидролазах, таких как некоторые липазы и эстеразы, однако ориентация членов триады обратная. Кроме того, было обнаружено, что мозг (который имеет ту же складку, что и небольшой G-белок ) также имеет эту триаду. Эквивалентная триада Ser-His-Glu используется в ацетилхолинэстеразе.
Второй наиболее изученной триадой является мотив цистеин-гистидин-аспартат. Этот набор триад используют несколько семейств цистеиновых протеаз, например протеаза TEV и папаин. Триада действует аналогично триадам сериновых протеаз с некоторыми заметными отличиями. Из-за низкого pK a цистеина важность Asp для катализа варьируется, и некоторые цистеиновые протеазы эффективно являются цистеиновыми диадами (например, протеазой вируса гепатита A ), в то время как у других цистеин уже депротонирован до начала катализа (например, папаин). Эта триада также используется некоторыми амидазами, такими как N-гликаназа, для гидролиза непептидных связей CN.
Триада цитомегаловирус протеаза использует гистидин в качестве членов как кислотной, так и основной триады. Удаление кислого гистидина приводит только к 10-кратной потере активности (по сравнению с более чем 10 000-кратной, когда аспартат удаляется из химотрипсина). Эта триада была интерпретирована как возможный способ создания менее активного фермента для контроля скорости расщепления.
Необычная триада обнаружена в протеазах селдолизина. Низкое pK a глутаматкарбоксилатной группы означает, что она действует только как основание в триаде при очень низком pH. Предполагается, что триада является адаптацией к определенным средам, таким как кислая горячие источники (например) или клетка лизосома (например, трипептидилпептидаза ).
эндотелиальная протеаза вазогибин использует цистеин в качестве нуклеофила, но серин для координации гистидинового основания. Поскольку серин является слабой кислотой, он по-прежнему эффективен в ориентации гистидина в каталитической триаде. Некоторые гомологи альтернативно содержат треонин вместо серина в кислотном месте.
Треониновые протеазы, такие как протеасома субъединица протеазы и орнитинацилтрансферазы, используют вторичный гидроксил треонина аналогично использованию первичного серина гидроксил. Однако из-за стерического вмешательства дополнительной метильной группы треонина основным членом триады является N-концевой амид, который поляризует упорядоченную воду, которая, в свою очередь, депротонирует каталитический гидроксил для увеличения его реакционной способности. Точно так же существуют эквивалентные конфигурации «только серин» и «только цистеин», такие как пенициллинацилаза G и пенициллинацилаза V, которые эволюционно связаны с протеасомными протеазами. Опять же, они используют свой N-концевой амид в качестве основания.
Эта необычная триада встречается только в одном суперсемействе амидаз. В этом случае лизин поляризует средний серин. Затем средний серин образует две прочные водородные связи с нуклеофильным серином, чтобы активировать его (одну с гидроксилом боковой цепи, а другую с амидом основной цепи). Средний серин удерживается в необычной цис ориентации для облегчения точных контактов с двумя другими остатками триады. Кроме того, триада необычна тем, что лизин и цис-серин действуют как основание при активации каталитического серина, но тот же лизин также выполняет роль кислотного члена, а также устанавливает ключевые структурные контакты.
Редкая, но встречающаяся в природе аминокислота селеноцистеин (Sec) также может быть найдена в качестве нуклеофила в некоторых каталитических триадах. Селеноцистеин похож на цистеин, но содержит атом селена вместо серы. Примером может служить активный центр тиоредоксинредуктазы, который использует селен для восстановления дисульфида в тиоредоксине.
В дополнение к природным типам каталитических triads, инженерия белков использовалась для создания вариантов ферментов с ненативными аминокислотами или полностью синтетических аминокислот. Каталитические триады также были вставлены в некаталитические белки или имитаторы белков.
Субтилизин (сериновая протеаза) имеет кислородный нуклеофил, замененный на серу, селен или теллур. Цистеин и селеноцистеин были вставлены посредством мутагенеза, тогда как неприродная аминокислота, теллуроцистеин была вставлена с использованием ауксотрофных клеток, питаемых синтетическим теллуроцистеином. Все эти элементы находятся в 16-м столбце таблицы Менделеева (халькогены ), поэтому обладают схожими свойствами. В каждом случае изменение нуклеофила уменьшало активность протеазы фермента, но увеличивало другую активность. Нуклеофил серы улучшал активность фермента трансферазы (иногда называемой субтилигазой). Нуклеофилы селена и теллура превратили фермент в оксидоредуктазу. Когда нуклеофил протеазы TEV превращался из цистеина в серин, его протеазная активность сильно снижалась, но могла быть восстановлена направленной эволюцией.
Некаталитические белки использовались в качестве каркасов, имея каталитические триады, вставленные в их, которые затем были улучшены путем направленной эволюции. Триада Ser-His-Asp была вставлена в антитело, а также в ряд других белков. Точно так же имитаторы каталитических триад были созданы в малых органических молекулах, таких как диарилдиселенид, и отображены на более крупных полимерах, таких как смолы Меррифилда, и самособирающихся коротких пептидных наноструктурах..
Сложность сети активных центров приводит к тому, что остатки, участвующие в катализе (и остатки, контактирующие с ними), в высокой степени эволюционно консервативны. Однако есть примеры дивергентной эволюции каталитических триад, как в катализируемой реакции, так и в остатках, используемых в катализе. Триада остается ядром активного сайта, но эволюционно адаптирована для выполнения различных функций. Некоторые белки, называемые псевдоферментами, выполняют некаталитические функции (например, регулирование посредством ингибирующего связывания) и имеют накопленные мутации, которые инактивируют их каталитическую триаду.
Каталитические триады выполнять ковалентный катализ через промежуточный ацил-фермент. Если этот промежуточный продукт растворяется водой, происходит гидролиз субстрата. Однако если промежуточный ediate разрешается атакой вторым субстратом, затем фермент действует как трансфераза. Например, атака ацильной группой приводит к реакции ацилтрансферазы. Несколько семейств ферментов трансфераз произошли от гидролаз в результате адаптации, исключающей воду и способствующей атаке второго субстрата. У разных членов суперсемейства α / β-гидролаз триада Ser-His-Asp настраивается окружающими остатками для выполнения по крайней мере 17 различных реакций. Некоторые из этих реакций также достигаются с помощью механизмов, которые изменили образование или разделение промежуточного ацил-фермента или которые не протекают через промежуточное соединение ацил-фермент.
Кроме того, был использован альтернативный механизм трансферазы. образован амидофосфорибозилтрансферазой, которая имеет два активных центра. В первом активном центре триада цистеина гидролизует субстрат глутамин с высвобождением свободного аммиака. Затем аммиак диффундирует через внутренний туннель в ферменте ко второму активному центру, где он переносится на второй субстрат.
Дивергентная эволюция Протеазы клана PA для использования различных нуклеофилов в их каталитической триаде. Показаны сериновая триада химотрипсина и цистеиновая триада протеазы TEV. (PDB : 1LVM, 1GG6 )Дивергентная эволюция остатков активного сайта происходит медленно из-за сильных химических ограничений. Тем не менее, некоторые суперсемейства протеаз эволюционировали от одного нуклеофила к другому. Это можно сделать, если суперсемейство (с той же кратностью ) содержит семейства, которые используют разные нуклеофилы. Такие переключения нуклеофилов происходили несколько раз в течение истории эволюции, однако механизмы, с помощью которых это происходит, до сих пор неясны.
В суперсемействах протеаз, которые содержат смесь нуклеофилов (например, клан PA ), семейства обозначаются их каталитическими нуклеофилами (C = цистеиновые протеазы, S = сериновые протеазы).
| Суперсемейство | Семьи | Примеры | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Клан PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | протеаза TEV (вирус травления табака ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Химотрипсин (млекопитающие, например Bos taurus ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| клан PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | предшественник амидофосфорибозилтрансферазы (Homo sapiens ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S45, S63 | Предшественник ацилазы пенициллина G (Escherichia coli ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| T1, T2, T3, T6 | протеасома архей, бета-компонент (Thermoplasma acidophilum ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PC clan | C26, C56 | Гамма-глутамилгидролаза (Rattus norvegicus ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S51 | Дипептидаза E (Escherichia coli ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PD clan | C46 | Белок Hedgehog (Drosophila melanogaster ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| N9, N10, N11 | Интеин -содержащий протон V-типа АТФаза каталитическая субъединица A (Saccharomyces cerevisiae ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PE clan | P1 | DmpA аминопептидаза (Ochrobactrum anthropi ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| T5 | предшественник орнитинацетилтрансферазы (Saccharomyces cerevisiae <401en Еще одним подклассом вариантов каталитических триад являются псевдоферменты, которые имеют триадные мутации, которые делают их каталитически неактивными, но способными функционировать. как связывающие или структурные белки. Например, гепарин -связывающий белок азуроцидин является членом клана PA, но с глицином вместо нуклеофила и серином вместо гистидина. Точно так же RHBDF1 является гомологом ромбовидных протеаз семейства S54 с аланином вместо нуклеофильного серина. В некоторых случаях псевдоферменты могут все еще иметь неповрежденную каталитическую триаду, но мутации в остальной части белка снимают каталитическую активность. Клан CA содержит каталитически неактивных членов с мутантными триадами (кальпамодулин содержит лизин вместо его цистеинового нуклеофила) и с интактными триадами, но инактивирующими мутациями в другом месте (тестин крысы сохраняет триаду Cys-His-Asn).
Конвергентная эволюция Эволюционная конвергенция сериновой и цистеиновой протеазы к одной и той же каталитической триадной организации кислотно-основание-нуклеофил в разных суперсемействах протеаз. Показаны триады: субтилизин, пролилолигопептидаза, протеаза TEV и папаин. (PDB : 1ST2, 1LVM, 3EQ8, 1PE6 ) Эволюционная конвергенция треониновых протеаз по направлению к той же организации N-концевого активного сайта. Показаны каталитический треонин протеасомы и орнитинацетилтрансфераза. (PDB : 1VRA, 1PMA )The энзимология протеаз дает некоторые из наиболее ярких известных примеров конвергентной эволюции. Такое же геометрическое расположение триадных остатков встречается более чем в 20 отдельных ферментных суперсемействах. Каждое из этих суперсемейств является результатом конвергентной эволюции для такое же расположение триад в другой структурной складке. Это связано с ограниченными продуктивными способами размещения трех остатков триады, основной цепи фермента и субстрата. Эти примеры отражают внутренние химические и физические ограничения ферментов, ведущие эволюция постоянно и независимо сходится к эквивалентным растворам. Цистеиновые и сериновые гидролазыК той же геометрии триады сходятся сериновые протеазы, такие как суперсемейства химотрипсин и субтилизин. Подобная конвергентная эволюция произошла с цистеиновыми протеазами, такими как суперсемейства вирусной C3 протеазы и папаина. Эти триады сходятся к почти одинаковому расположению из-за сходства механизмов протеолиза цистеина и серина. Семейства цистеиновых протеаз
Семейства сериновых протеаз
Треониновые протеазыТреониновые протеазы используют аминокислоту треонин в качестве каталитического нуклеофила. В отличие от цистеина и серина, треонин является вторичным гидроксилом (т.е. имеет метильную группу). Эта метильная группа сильно ограничивает возможные ориентации триады и субстрата, поскольку метил конфликтует либо с основной цепью фермента, либо с гистидиновым основанием. Когда нуклеофил сериновой протеазы мутировали в треонин, метил занимал смесь положений, большинство из которых препятствовало связыванию субстрата. Следовательно, каталитический остаток треониновой протеазы находится на ее N-конце. Известно, что два эволюционно независимых суперсемейства ферментов с разными укладками белков используют N-концевой остаток в качестве нуклеофила. : Надсемейство PB (протеасомы с использованием складки Ntn) и надсемейство PE (ацетилтрансферазы с использованием складки DOM). Эта общность структуры активного сайта в совершенно разных белковых складках указывает на то, что активный центр эволюционировал конвергентно. в этих суперсемействах. Семейства треониновых протеаз
См. также
Refe ссылкиПримечанияЦитатыПоследняя правка сделана 2021-05-14 11:59:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное). 
|
Биологический портал