arrow



Механизм действия сериновых протеаз

Наиболее изученная и широко представленная в окружающей среде группа сериновых протеиназ, к которой относятся известные пищеварительные ферменты (трипсин, химотрипсин и эластаза) и многие белки каскада свертывания крови (тромбин, факторы свертывания VIIa, IXa, Xa, XIa, XIIa). Для связывания и каталитического гидролиза пептидных связей в белковых субстратах представители этой группы используют триаду аминокислотных остатков в своих активных центрах: Ser195, His57, Asp102 (нумерация приведена для трипсина, но ее используют независимо от точного расположения в первичной структуре определенных сериновых протеаз). Активный центр располагается в расщелине между двумя доменами.

На рис. 5.5 представлен механизм гидролиза пептидных связей, катализируемый химотрипсином.

b_300_300_16777215_0___images_stories_proteaz.jpg

Рис. 5.5. Механизм гидролиза пептидных связей, катализируемый химотрипсином.

Процесс состоит из шести стадий. Сначала в результате взаимодействия His57 и Ser195 образуется сильный нуклеофил, атакующий карбонильную группу пептида с образованием тетраэдрического ацилфермента. Тетраэдрический комплекс распадается с разрывом пептидной связи. Часть полипептидной цепи остается связанной с Ser195, в последующем она атакуется гидроксидионом, образовавшимся из молекулы Н2О под действием His57. Образовавшийся второй тетраэдрический интермедиат распадается на следующей стадии реакции с освобождением второго продукта и регенерацией свободного химотрипсина.

На рис. 5.6 приведена пространственная структура и расположение активного центра в сериновых протеазах (трипсине, химотрипсине, эластазе).

b_300_300_16777215_0___images_stories_proteaz2.jpg

Рис. 5.6. Пространственная структура и расположение активного центра в сериновых протеазах типа трипсина. В каталитическом центре выделены боковые группы "триады переноса заряда" Ser195 (оранжевый), His57 (синий) и Asp102 (малиновый), в субстратсвязывающем центре зеленым изображены NH-группы, образующие оксианионовую дыру, голубым неспецифическая субстратсвязывающая площадка, желтым группы, выстилающие специфический субстратсвязывающий карман.