Семейство сериновых протеаз

Сериновые протеазы - это ферменты, расщепляющие пептидные связи, в активном центре которых имеется уникально активированный серин-195, связанный с аминокислотой гистидином- 57 и аспартатом – 102 (рис.62).

Эти три аминокислотных остатка образуют в активном центре «карман», в котором связываются и гидролизуются специфические пептидные связи в белках–субстратах. Активный центр сериновых протеаз расположен в расщелине между двумя доменами. Сериновые протеазы имеют сходную пространственную третичную конформацию (рис.63), идентичную на 40% аминокислотную последовательность; механизм их каталитического действия одинаков и обеспечивает участие в тщательно контролируемых физиологических процессах каскадного типа.

Эти три аминокислотных остатка образуют в активном центре «карман», в котором связываются и гидролизуются специфические пептидные связи в белках–субстратах. Активный центр сериновых протеаз расположен в расщелине между двумя доменами. Сериновые протеазы имеют сходную пространственную третичную конформацию (рис.63),

Рис.62. Структура сериновых протеаз с активированным серином 195

идентичную на 40% аминокислотную последовательность. Механизм их каталитического действия одинаков и обеспечивает участие в тщательно контролируемых физиологических процессах каскадного типа.

Рис.63. Пространственная структура сериновых протеаз: эластазы(А)

и химотрипсина (Б)

Для семейства сериновых протеаз характерно функциональное многообразие, возникшее вследствие аминокислотных замен. Различают сериновые протеолитические ферменты - сериновые протеазы и каспазы. Сериновые протеазы участвуют в процессах пищеварения активации каскадов белков свертывания крови и активации белков системы комплимента; каспазы являются белками апоптоза (генетически запрограммированной гибели клетки) и участвуют в процессах образования белковых гормонов. Во всех этих процессах сериновые протеазы узнают аминокислотные остатки, образующие и окружающие пептидную связь, разрывают ее в белках предшественниках, превращая их в активные ферменты. То есть, являются участниками промежуточных реакций каскада.

К пищеварительным сериновым протеазам относятся трипсин, хемотрипсин, эластаза, расщепляющие пищеварительные белки, но разрывающие пептидные связи, образованные разными аминокислотами: хемотрипсин разрывает пептидные связи, образованные аминокислотами с большими неполярными радикалами, эластаза – с небольшими неполяр- ными радикалами, а трипсин - связи между глицином и аргинином.

К сериновым протеазам активации каскада белков свертывания крови относятся тромбин, конвертин, антигемофильный фактор В( фактор Кристмаса) и др., которые учавствуют в образовании тромба для остановки кровотечения из сосудов путем превращения растворимого белка плазмы фибриногена в нерастворимый фибрин. Все белки, активаторы каскада свертывания крови сходны по строению и последовательности аминокислот с пищеварительными сериновыми протеазами.

Каспазы, участвующие в апоптозе - цитоплазматические протеазы, которые разрывают пептидные связи, образованные остатками аспарагиновой кислоты. К ним относятся 10 ферментов, которые обоз- начаются цифрами: каспаза 1, 2 и т.д. Состоят каспазы из двух субъединиц: большой (тяжелая цепь) и малой (легкая цепь), которые образуют тетрамер с двумя активными центрами. Каспазы активируют друг друга путем частичного протеолиза.

Каспазы могут также встречаться среди тиоловых (цистеиновых) протеаз, которые в активном центре имеют аминокислоту цистеин, функция которой аналогична серину 195; вместе с цистеином каталитическую функцию выполняет гистидин.

Дата добавления: 2015-06-04