Triada catalitică este un set de trei aminoacizi coordonați care pot fi găsiți la locul activ al unor enzime . [1] [2] Triadele catalitice se găsesc cel mai frecvent în enzimele hidrolaze și transferaze (de exemplu , proteaze , amidaze , esteraze , acilaze, lipaze și β-lactamaze ). Triada acid- bază - nucleofil este un motiv comun pentru formarea unui reziduu nucleofil pentru cataliză covalentă . Reziduurile formează o rețea de releu de încărcare pentru a polariza și a activa nucleofilul, care atacă substratul , formând un intermediar covalent , care este apoi hidrolizat pentru a elibera produsul și a regenera enzima liberă. Nucleofilul este cel mai adesea aminoacidul serină sau cisteina , dar uneori treonina sau chiar selenocisteina . Structura tridimensională a unei enzime combină reziduurile triadice într-o orientare precisă, chiar dacă acestea pot fi îndepărtate în succesiune ( structură primară ). [3]
Pe lângă evoluția divergentă a funcției (și chiar triada nucleofilă), triadele catalitice prezintă unele dintre cele mai bune exemple de evoluție convergentă . Limitările chimice ale catalizei au condus la aceeași structură a siturilor catalitice care au evoluat independent în cel puțin 23 de superfamilii distincte . [2] În consecință, mecanismul lor de acțiune este unul dintre cele mai studiate în biochimie . [4] [5]
Enzimele tripsină și chimotripsină au fost purificate pentru prima dată în anii 1930. [6] Pentru acestea, serina a fost identificată ca un nucleofil catalitic (prin modificarea diizopropilfluorofosfatului ) în anii 1950. [7] Structura chimotripsinei a fost studiată prin cristalografie cu raze X în anii 1960, arătând orientarea triadei catalitice în locul activ. [8] Alte proteaze care au fost secvențiate și aliniate pentru a dezvălui o familie de proteaze înrudite [9] [10] [11] sunt acum denumite familia S1. În același timp , triade similare au fost găsite în structurile papaină și subtilizin proteazelor neînrudite evolutiv. La sfârșitul anilor 1960, a fost propus un mecanism de „releu de încărcare”, care implică activarea nucleofilului de către alți membri ai triadei. [12] Pe măsură ce mai multe structuri de protează au fost studiate prin cristalografie cu raze X în anii 1970 și 80 , au fost găsite triade omoloage (de exemplu, protează TEV ) și similare (de exemplu, papaină). [13] [14] [15] Sistemul de clasificare MEROPS în anii 1990 și 2000 a început să clasifice proteazele în superfamilii de enzime înrudite structural și astfel acționează ca o bază de date a evoluției convergente a triadelor în mai mult de 20 de superfamilii. [16] [17] Înțelegerea modului în care constrângerile chimice asupra evoluției au condus la convergența atâtor familii de enzime cu aceeași geometrie a triadei a apărut în anii 2010. [2]
De la descoperirea inițială a triadelor catalitice, mecanismul lor catalitic precis a făcut obiectul unor investigații din ce în ce mai detaliate. În anii 1990 și 2000, o atenție deosebită a fost acordată întrebării dacă legăturile de hidrogen cu barieră joasă promovează cataliza, [18] [19] [20] sau legăturile de hidrogen obișnuite sunt suficiente pentru a explica mecanismul. [21] [22] Vastul corp de lucrări privind cataliza covalentă a releului de sarcină utilizat de triadele catalitice a dus la ca acest mecanism să fie cel mai bine caracterizat din întreaga biochimie. [4] [5]
Enzimele care conțin o triadă catalitică o folosesc pentru unul dintre cele două tipuri de reacții: fie pentru a scinda un substrat ( hidrolază ), fie pentru a transfera o parte a substratului pe un al doilea substrat ( transferaze ). Triadele sunt un set interdependent de reziduuri în situsul activ al unei enzime și acționează în concordanță cu alte reziduuri (de exemplu, locul de legare și gaura de oxianion) pentru a realiza cataliză nucleofilă. Aceste reziduuri de triadă acționează împreună pentru a face elementul nucleofil foarte reactiv, formând un intermediar covalent cu substratul, care este apoi dizolvat pentru a finaliza cataliza.
Triadele catalitice efectuează cataliză covalentă folosind reziduul ca nucleofil. Reactivitatea reziduului nucleofil este crescută de grupările funcționale ale altor membri ai triadei. Nucleofilul este polarizat și orientat de bază, care ea însăși se leagă și este stabilizat de acid.
Cataliza se realizează în două etape. În primul rând, nucleofilul activat atacă carbonul carbonil și face ca oxigenul carbonil să accepte o pereche de electroni, rezultând un intermediar tetraedric . Acumularea de sarcină negativă pe acest intermediar este de obicei stabilizată de o gaură de oxianion în locul activ. Intermediarul se prăbușește apoi înapoi la un carbonil, aruncând prima jumătate a substratului, dar lăsând a doua jumătate legată în continuare covalent de enzimă ca intermediar al enzimei acil. Deși cataliza generală acidă a distrugerii primului și celui de-al doilea intermediar tetraedric poate avea loc prin calea prezentată în diagramă, dovezile care susțin acest mecanism cu chimotripsină [23] au fost contestate. [24]
A doua etapă a catalizei este separarea enzimei acil intermediare prin atacarea celui de-al doilea substrat. Dacă acest substrat este apă, rezultatul va fi hidroliza; dacă este o moleculă organică, atunci rezultatul este un transfer al acelei molecule pe primul substrat. Atacul asupra celui de-al doilea substrat formează un nou intermediar tetraedric, care se degradează prin ejectarea nucleofilului enzimei, eliberând al doilea produs și regenerând enzima liberă.
Lanțul lateral al reziduului nucleofil efectuează cataliză covalentă pe substrat . Perechea singură de electroni prezentă pe oxigen sau sulf atacă carbonilul carbonil electropozitiv . [3] Cei 20 de aminoacizi biologici naturali nu conțin suficiente grupări funcționale nucleofile pentru multe reacții catalitice complexe . Includerea unui nucleofil în triada îi crește reactivitatea pentru o cataliză eficientă. Nucleofilii cei mai des utilizați sunt hidroxilul (OH) al serinei și ionul tiol /tiolat (SH/S- ) al cisteinei . [2] În mod alternativ, treonin proteaze folosesc un hidroxil treonin secundar , totuși, din cauza obstacolelor sterice ale grupării metil suplimentare a catenei laterale , astfel de proteaze folosesc amida lor N - terminală ca bază, mai degrabă decât un singur aminoacid. [1] [25]
Utilizarea oxigenului sau a sulfului ca atom nucleofil provoacă diferențe minore în cataliză. Comparativ cu oxigenul, orbitalul d suplimentar al sulfului îl face mai mare (cu 0,4 Å) [26] și mai moale, îi permite să formeze legături mai lungi (d C-X și d X-H sunt de 1,3 ori mai mari) și dă o valoare mai mică a p K a (cu 5 unități). [27] Prin urmare, serina, mai mult decât cisteina, depinde de orientarea optimă a membrilor triadei acido-bazice pentru a-și scădea pKa pentru a obține deprotonarea catalitică consensuală. [2] PKa scăzut al cisteinei funcționează în mod dezavantajos pentru aceasta în rezolvarea primului intermediar tetraedric, deoarece inversarea neproductivă a atacului nucleofil inițial este un produs de degradare mai favorabil. Astfel, baza triadei este de preferință orientată spre protonarea amidei grupării scindabile pentru a se asigura că aceasta este ejectată, lăsând sulful enzimei atașat covalent la capătul N-terminal al substratului. În cele din urmă, separarea enzimei acil (pentru a elibera capătul C-terminal al substratului) necesită reprotonarea serinei, în timp ce cisteina poate scăpa ca S - . Din punct de vedere al efectului steric , sulful de cisteină formează, de asemenea, legături mai lungi și are o rază van der Waals mai mare și, atunci când este mutat la serină, poate fi captat în orientări neproductive în locul activ.
Foarte rar, atomul de seleniu al aminoacidului selenocisteină este folosit ca nucleofil. [28] Starea deprotonată a Se este puternic preferată în triada catalitică.
Deoarece niciun aminoacizi care apar în mod natural nu sunt puternic nucleofili, baza din triada catalitică polarizează și deprotonează nucleofilul pentru a crește reactivitatea acestuia. [3] În plus, el protonează primul produs care să-și promoveze plecarea din grup.
Baza este cel mai adesea histidina, deoarece pKa permite cataliză alcalină eficientă, legături de hidrogen cu un reziduu acid și deprotonarea reziduului nucleofil . [1] β-lactamaze precum TEM-1 folosesc un reziduu de lizină ca bază. Deoarece pKa al lizinei este foarte mare (pKa = 11), glutamatul și alte câteva reziduuri acționează ca un acid, stabilizând starea sa deprotonată în timpul ciclului catalitic. [29] [30] Treonin proteazele folosesc amida lor N - terminală ca bază, deoarece deplasarea metilică sterică a treoninei catalitice împiedică alte reziduuri să fie suficient de apropiate. [31] [32]
Membrul acid al triadei formează o legătură de hidrogen cu reziduul de bază. Acest lucru aplatizează reziduul principal, limitând rotația lanțului său lateral și îl polarizează, stabilizând sarcina sa pozitivă. [3] Doi aminoacizi au lanțuri laterale acide la pH fiziologic (aspartat sau glutamat) și, prin urmare, sunt folosiți cel mai frecvent pentru acest membru al triadei. Proteaza citomegalovirusului folosește o pereche de histidine, una ca de obicei și cealaltă ca acid. [1] A doua histidină nu este un acid la fel de eficient ca aspartatul sau glutamatul mai obișnuit, rezultând o eficiență catalitică mai mică. În unele enzime, membrul acid al triadei este mai puțin necesar, iar unele acționează doar ca o diade. De exemplu, papaina [b] folosește asparagina ca al treilea membru al triadei, care orientează baza histidină, dar nu acționează ca un acid. În mod similar, proteaza virusului hepatitei A [c] conține apă ordonată în locul unde ar trebui să fie reziduul acid.
Motivul serină-histidină-aspartat este unul dintre cele mai detaliate motive catalitice din biochimie. [3] Un exemplu al acestei triade este chimotripsina, [d] un model de serin protează din superfamilia PA, care își folosește triada pentru a hidroliza schelele proteice. Aspartatul este legat de hidrogen de histidină, crescând pKa azotului său imidazol de la 7 la aproximativ 12. Acest lucru permite histidinei să acționeze ca o schelă generală puternică și să activeze nucleofilul serinic. Are, de asemenea, o gaură de oxianion compusă din mai multe amide de bază care stabilizează acumularea de sarcină pe intermediari. Baza histidină ajută la prima grupare care pleacă prin donarea unui proton și, de asemenea, activează substratul apos hidrolitic prin retragerea unui proton, deoarece OH rămasă atacă enzima acil intermediară.
Aceeași triadă a evoluat, de asemenea, convergent în α/β hidrolaze, cum ar fi unele lipaze și esteraze , totuși orientarea membrilor triadei este inversată. [33] [34] În plus, s-a descoperit că acetilhidrolaza creierului (care are aceeași formă ca proteina G mică ) are această triadă. Triada echivalentă Ser-Gis-Glu este utilizată în acetilcolinesteraza .
A doua cea mai studiată triadă este motivul cisteină-histidină-aspartat. [2] Mai multe familii de cistein-proteaze [e] și papaină [f] folosesc acest set de triade . Triada funcționează în mod similar cu triadele serin protează, cu unele diferențe notabile. Datorită pKa scăzut al cisteinei, importanța Asp pentru cataliză variază, iar unele cistein-proteaze sunt efectiv diade Cys-His (de exemplu, proteaza virusului hepatitei A ) , în timp ce în altele, cisteina este deprotonată înainte de începerea catalizei ( de exemplu, papaină). [35] Această triada este folosită și de unele amidaze, cum ar fi N-glicanaza, pentru a hidroliza legăturile CN non-peptidice. [36]
Triada proteazei citomegalovirusului [g] folosește histidina ca membri atât ai triadei acide, cât și ai bazei. Eliminarea histidinei acide are ca rezultat o pierdere de activitate de numai 10 ori (comparativ cu mai mult de 10.000 de ori atunci când aspartatul este îndepărtat din chimotripsină). Această triadă a fost interpretată ca o posibilă modalitate de a crea o enzimă mai puțin activă pentru a controla rata de degradare. [25]
O triadă neobișnuită se găsește în proteazele seldolizin. [h] Valoarea scăzută a pK a grupei glutamat carboxilat înseamnă că aceasta acționează ca bază în triada doar la pH foarte scăzut. Se presupune că această triadă este o adaptare la un mediu specific, cum ar fi izvoarele termale acide (cum ar fi cumamolysin ) sau lizozomii celulari (cum ar fi tripeptidil peptidaza ). [25]
Proteaza endotelială vasohibina [i] folosește cisteina ca nucleofil, dar serina pentru a coordona baza histidinei. [37] [38] Deși serina este un acid slab, este totuși eficientă în orientarea histidinei în triada catalitică. Unii omologi conțin alternativ treonină în loc de serină la locul acidului.
Treonin proteaze cum ar fi subunitatea proteazomului [j] și ornitin aciltransferaza [k] utilizează hidroxilul secundar al treoninei într-o manieră similară utilizării hidroxilului primar al serinei. [31] [32] Cu toate acestea, datorită interferenței sterice a grupării metil suplimentare a treoninei, principalul membru al triadei este amida dvs., care polarizează apa ordonată, care la rândul său deprotonează hidroxilul catalitic pentru a crește reactivitatea acestuia. [1] [25] În mod similar, există configurații echivalente numai cu serină și numai cisteină, cum ar fi penicilină acilaza G [l] și penicilină acilaza V [m] care sunt înrudite evolutiv cu proteazole proteazomului. Din nou, ei folosesc amida lor N - terminală ca bază.
Această triadă neobișnuită apare într-o singură superfamilie de amidaze. În acest caz, lizina polarizează serina mijlocie. [39] Serina mijlocie formează apoi două legături puternice de hidrogen cu serina nucleofilă pentru a o activa (una cu hidroxilul catenei laterale și cealaltă cu amida scheletului). Serina de mijloc este ținută într-o orientare cis neobișnuită pentru a facilita contacte precise cu celelalte două reziduuri de triadă. Triada este, de asemenea, neobișnuită prin aceea că lizina și cisserina acționează ca bază pentru a activa serina catalitică, dar aceeași lizină acționează și ca un membru acid și, de asemenea, face contacte structurale cheie. [40]
Aminoacidul rar, dar natural selenocisteina (Sec) poate fi găsit și ca nucleofil în unele triade catalitice. [28] Selenocisteina este similară cu cisteina, dar conține un atom de seleniu în loc de sulf. Un exemplu este locul activ al tioredoxinei reductazei, care utilizează seleniu pentru a reduce disulfura din tioredoxină.
În plus față de tipurile naturale de triade catalitice, ingineria proteinelor a fost folosită pentru a crea variante de enzime cu aminoacizi non-nativi sau aminoacizi complet sintetici. [41] Triadele catalitice au fost, de asemenea, introduse în proteine necatalitice sau în imitații de proteine.
Nucleofilul de oxigen al subtilizinei (serin proteaza) este înlocuit cu sulf, [42] [43] seleniu [44] sau teluriu . [45] Cisteina și selenocisteina au fost introduse prin mutageneză , în timp ce aminoacidul nenatural, telurocisteina, a fost introdus folosind celule auxotrofe hrănite cu telurocisteină sintetică. Toate aceste elemente se află în coloana a 16-a a tabelului periodic ( calcogeni ), deci au proprietăți similare. [46] [47] În fiecare caz, schimbarea nucleofilului a scăzut activitatea proteazei enzimei, dar a crescut cealaltă activitate. Nucleofilul sulf a îmbunătățit activitatea enzimelor transferazei (uneori numite subtiligaze). Nucleofilii de seleniu și teluriu au transformat enzima în oxidoreductază Când nucleofilul protează TEV a fost transformat din cisteină în serină, activitatea sa de protează a fost mult redusă, dar a putut fi restabilită prin evoluție direcționată. [48]
Proteinele necatalitice au fost folosite ca schele, în ele au fost introduse triade catalitice, care au fost apoi îmbunătățite prin evoluție dirijată. Triada Ser-His-Asp a fost inserată în anticorp [49] , precum și într-un număr de alte proteine. [50] În mod similar, imitațiile triadelor catalitice au fost create în molecule organice mici, cum ar fi diaril diselenidura, [51] [52] și cartografiate pe polimeri mai mari, cum ar fi rășinile Merrifield , [53] și nanostructuri peptidice scurte auto-asamblate . [54]
Complexitatea rețelei de site-uri active face ca reziduurile implicate în cataliză (și reziduurile aflate în contact cu acestea) să fie extrem de conservate evolutiv . [55] Cu toate acestea, există exemple de evoluție divergentă în triadele catalitice, atât în reacția catalizată, cât și în reziduurile utilizate în cataliză. Triada rămâne nucleul centrului activ, dar este adaptată evolutiv pentru a îndeplini diverse funcții. [56] [57] Unele proteine, numite pseudoenzime , îndeplinesc funcții necatalitice (de exemplu, reglarea prin legarea inhibitorie) și au acumulate mutații care le inactivează triada catalitică. [58]
Triadele catalitice efectuează cataliză covalentă printr-o enzimă acil intermediară. Dacă acest intermediar este solubil în apă, are loc hidroliza substratului. Cu toate acestea, dacă intermediarul este dizolvat prin atacarea unui al doilea substrat, atunci enzima acționează ca o transferază . De exemplu, un atac al unei grupări acil are ca rezultat o reacție a aciltransferazei. Mai multe familii de enzime transferaze au evoluat din hidrolaze prin adaptare care exclude apa și favorizează atacul celui de-al doilea substrat. [59] În diferiți membri ai superfamiliei α/β-hidrolaze, triada Ser-His-Asp este reglată de reziduurile din jur pentru a efectua cel puțin 17 reacții diferite. [34] [60] Unele dintre aceste reacții sunt, de asemenea, realizate prin mecanisme care modifică formarea sau separarea intermediarului enzimei acil, sau care nu procedează prin intermediarul enzimei acil.
În plus, un mecanism alternativ de transferază a fost dezvoltat de amidofosforiboziltransferaza , care are două situsuri active. [n] În primul loc activ, triada de cisteină hidrolizează substratul de glutamină pentru a elibera amoniac liber. Amoniacul difuzează apoi printr-un tunel intern al enzimei către al doilea loc activ, unde este transferat către al doilea substrat. [61] [62]
Evoluția divergentă a reziduurilor de la locul activ este lentă din cauza constrângerilor chimice puternice. Cu toate acestea, unele superfamilii de proteaze au evoluat de la un nucleofil la altul. Acest lucru se poate întâmpla dacă o superfamilie (cu aceeași structură proteică ) conține familii care folosesc diferiți nucleofili. [48] Asemenea substituții nucleofile au avut loc de mai multe ori în timpul istoriei evoluției, dar mecanismele prin care se întâmplă acest lucru sunt încă neclare. [17]
În superfamiliile de proteaze care conțin un amestec de nucleofile (de exemplu, clanul PA), familiile sunt desemnate prin nucleofilii lor catalitici (C = cisteină proteaze, S = serin proteaze).
| Superfamilie | Familiile | Exemple |
|---|---|---|
| Clanul PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | TEV proteaza ( virusul murăturii tutunului ) |
| S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Chimotripsină ( mamifere , de exemplu Bos taurus ) | |
| Clanul PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de amidofosforiboziltransferaza (Homo sapiens ) |
| S45, S63 | Precursor al penicilinei G acilază (Escherichia coli ) | |
| T1, T2, T3, T6 | Proteazom arheal, componenta beta ( Thermoplasma acidophilum ) | |
| Clanul PC | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolază ( Rattus norvegicus ) |
| S51 | Dipeptidaza E ( E. coli ) | |
| Clanul PD | C46 | Proteina ariciului ( Drosophila melanogaster ) |
| N9, N10, N11 | Subunitatea catalitică A a protonului ATPaza de tip V care conține inteină (Saccharomyces cerevisiae ) | |
| Clanul PE | P1 | Aminopeptidaza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| T5 | Precursorul ornitin acetiltransferazei (Saccharomyces cerevisiae ) |
Următoarea subclasă de variante de triadă catalitică sunt pseudoenzimele , care au mutații de triadă care le fac inactive catalitic, dar capabile să funcționeze ca proteine de legare sau structurale. [64] [65] De exemplu, proteina care leagă heparina azurocidin este un membru al clanului PA, dar cu glicină în loc de nucleofil și serină în loc de histidină. [66] În mod similar, RHBDF1 este un omolog al proteazelor romboide din familia S54 cu alanină în loc de serina nucleofilă. [67] [68] În unele cazuri, pseudoenzimele pot avea încă o triadă catalitică intactă, dar mutațiile în restul proteinei îndepărtează activitatea catalitică. Clanul CA conține membri inactivi catalitic cu triade mutante (calpamodulina are o lizină în loc de un nucleofil de cisteină) și cu triade intacte, dar inactivează mutațiile în altă parte (testinul de șobolan păstrează triada Cys-His-Asn). [69]
| Superfamilie | Familii care conțin pseudoenzime | Exemple |
|---|---|---|
| Clanul C.A. | C1, C2, C19 | Calpamodulină |
| clan CD | C14 | CFLAR |
| Clanul SC | S9, S33 | Neuroligină |
| Clanul SK | S14 | ClpR |
| Clanul SR | S60 | Domeniul serotransferină 2 |
| Clanul ST | S54 | RHBDF1 |
| Clanul PA | S1 | Azurocidin 1 |
| Clanul PB | T1 | PSMB3 |
Convergența evolutivă a serină și cisteină proteazelor către aceeași organizare catalitică a triadelor acido-bazice nucleofile în diferite superfamilii de proteaze . Sunt prezentate triadele de subtilizină , [o] prolil oligopeptidază , [p] TEV protează și papaină . ( PDB 1ST2 ) |
Convergența evolutivă a treonin proteazelor la aceeași organizare „N”-terminală a situsului activ. Sunt prezentate treonina catalitică a proteazomului [q] și ornitin acetiltransferazei. [r] ( PDB 1VRA ) |
Enzimologia proteazei oferă unele dintre cele mai clare exemple cunoscute de evoluție convergentă. Același aranjament geometric al reziduurilor triadice apare în mai mult de 20 de superfamilii de enzime separate. Fiecare dintre aceste superfamilii este rezultatul evoluției convergente a aceluiași aranjament de triade în cadrul diferitelor pliuri structurale . Acest lucru se datorează faptului că există moduri productive limitate de a organiza cele trei reziduuri ale triadei, coloana vertebrală a enzimei și substratul. Aceste exemple reflectă limitările chimice și fizice interne ale enzimelor, ceea ce duce la o căutare repetată și independentă a soluțiilor echivalente. [1] [2]
Proteazele serină converg către aceeași geometrie a triadei, cum ar fi superfamiliile de chimotripsină și subtilizină. O evoluție convergentă similară a avut loc cu proteazele cisteinei, cum ar fi superfamiliile de protează virală C3 și papaină.Aceste triade converg către un aranjament aproape identic datorită asemănărilor mecanice în mecanismele proteolizei cisteinei și serinei. [2]
| superfamilie | Familie | Exemple |
|---|---|---|
| CA | C1, C2, C6, C10, C12, C16, C19, C28, C31, C32, C33, C39, C47, C51, C54, C58, C64, C65, C66, C67, C70, C71, C76, C78, C83, C85, C86, C87, C93, C96, C98, C101 | Papaină ( Karika papaya ) și calpaină ( Homo sapiens ) |
| CD | C11, C13, C14, C25, C50, C80, C84 | Caspaza-1 ( Rattus norvegicus ) și separaza ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| CE | C5, C48, C55, C57, C63, C79 | Adenaina ( adenovirus uman tip 2) |
| CF | C15 | Piroglutamil peptidaza I ( Bacillus amyloliquefaciens ) |
| CL | C60, C82 | Sortaza A ( Staphylococcus aureus ) |
| CM | C18 | Peptidaza 2 a virusului hepatitei C (virusul hepatitei C ) |
| CN | C9 | Peptidaza virusului Sindbis nsP2 (virusul Sindbis) |
| CO | C40 | Dipeptidil peptidaza VI ( Lysinibacillus sphaericus ) |
| CP | C97 | Peptidaza DeSI-1 ( Mus musculus ) |
| PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | TEV proteaza ( virusul murăturii tutunului ) |
| PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de amidofosforiboziltransferaza (Homo sapiens ) |
| PC | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolază ( Rattus norvegicus ) |
| PD | C46 | Proteina ariciului ( Drosophila melanogaster ) |
| PE | P1 | Aminopeptidaza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| nealocate | C7, C8, C21, C23, C27, C36, C42, C53, C75 |
| superfamilie | Familie | Exemple |
|---|---|---|
| SB | S8, S53 | Subtilizină ( Bacillus licheniformis ) |
| SC | S9, S10, S15, S28, S33, S37 | Prolil oligopeptidaza ( Sus scrofa ) |
| SE | S11, S12, S13 | D-Ala-D-Ala peptidaza C ( Escherichia coli ) |
| SF | S24, S26 | Peptidaza semnal I ( Escherichia coli ) |
| SH | S21, S73, S77, S78, S80 | Asamblator de citomegalovirus ( virusul herpesului uman 5) |
| SJ | S16, S50, S69 | Lon-A peptidaza ( Escherichia coli ) |
| SK | S14, S41, S49 | Clp proteaza ( E. coli ) |
| ASA DE | S74 | Proteina autoclivată CIMCD a procesului gâtului fagului GA-1 (fagul bacil GA-1) |
| SP | S59 | Nucleoporina 145 ( Homo sapiens ) |
| SR | S60 | Lactoferina ( Homo sapiens ) |
| SS | S66 | Mureintetrapeptidaza LD-carboxipeptidaza ( Pseudomonas aeruginosa ) |
| SF | S54 | Romboid −1 ( Drosophila melanogaster ) |
| PA | S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Chimotripsina A ( Bos taurus ) |
| PB | S45, S63 | Precursor al penicilinei G acilază (Escherichia coli ) |
| PC | S51 | Dipeptidaza E ( E. coli ) |
| PE | P1 | Aminopeptidaza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| nealocate | S48, S62, S68, S71, S72, S79, S81 |
Treonin proteazele folosesc aminoacidul treonina ca nucleofil catalitic. Spre deosebire de cisteină și serină, treonina este un hidroxil secundar (adică are o grupare metil). Această grupare metil limitează sever orientările posibile ale triadei și substratului, deoarece metilul se ciocnește fie cu coloana vertebrală a enzimei, fie cu o bază histidină. [2] Când nucleofilul serin protează a fost mutat în treonină, metilul a ocupat mai multe poziții, dintre care majoritatea au împiedicat legarea substratului. [70] Prin urmare, reziduul catalitic al treonin proteazei se află la capătul său N - terminal.
Se știe că două superfamilii independente din punct de vedere evolutiv de enzime cu pliuri proteice diferite folosesc reziduul N -terminal ca nucleofil: superfamilia PB (proteazomi folosind pliul Ntn) [31] și superfamilia PE ( acetiltransferazele folosind pliul DOM) [32] ] pliuri proteice complet diferite indică faptul că situsul activ a evoluat convergent în cadrul acestor superfamilii. [2] [25]
| superfamilie | Familie | Exemple |
|---|---|---|
| clanul PB | T1, T2, T3, T6 | Proteazom arhean, componenta beta ( Thermoplasma acidophilum ) |
| clanul PE | T5 | Ornitin acetiltransferaza ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| Enzime | |
|---|---|
| Activitate | |
| Regulament | |
| Clasificare | |
| Tipuri |
|