Welche Rollen hat jedes Mitglied der katalytischen Triade SHD? Wie funktioniert der Mechanismus?

DER SHD-KATALYTISCHE TRIAD

Das SHD katalytische Triadebesteht, wie der Name vermuten lässt, aus den Aminosäuren (AA) Serin, Histidin und Aspartat, deren Einbuchstabencodes S, H bzw. D sind.

Diese Art von Triade existiert beispielsweise innerhalb des Enzyms Trypsin, die in der Bauchspeicheldrüse gefunden werden kann, zuerst als inaktiver Vorläufer synthetisiert wurde (so dass es seine Arbeit nicht macht, bis es benötigt wird).

TRYPSIN BRINGT SPEZIFISCHE PEPTID-ANLEITUNGEN

Die Idee mit Trypsin besteht darin, dass es spezifische Peptidbindungen hydrolysieren soll, wobei die fragliche Peptidbindung einem spezifischen folgt # R # Gruppe in der AA-Sequenz, das ist groß und # mathbf (("+")) #. Dies ist ein Beispiel für Komplementarität berechnen.

Die hervorgehobene Bindung ist die Peptidbindung, die während der enzymatischen Aktivität beim Auffinden der hervorgehobenen Aktivität hydrolysiert wird # R # Gruppe.

AMINOSÄUREROLLEN

Serine in diesem dreiklang wäre das ein tolles Nucleophilwenn nicht wegen seines Protons. Eine Deprotonierung wäre wirklich hilfreich. Um dies zu erreichen, müssen wir etwas bewirken Senkung des pKa von Serin damit will er sein Proton wegspenden.

Histidin wird zu einer wünschenswerten Lösung, Aktivator zu Serin. Da der pKa des Histidins etwa 6,04 und der pKa des neutralen Serins etwa 15,9 beträgt, wäre dies für sich allein unwahrscheinlich.

Jedoch, Aspartat hat einen pKa von etwa 3,90 und eine negative Ladung, so dass es als hydrophile Verbindung eine Säure sein möchte, so dass sowohl Histidin als auch Aspartat eine H-Bindungswechselwirkung bilden.

Aspartates Wunsch nach Histidin-Proton veranlasst Histidin zu Erhöhen Sie den pKa das obere rechte Proton zu behalten, ausbalancieren Der pKa-Unterschied zwischen Histidin und Serin fördert die Deprotonierung von Serin unter Bildung einer H-Bindungswechselwirkung.

Als zusätzlicher Bonus auch Aspartate Orientierungen Histidin, so dass seine frei drehende Methylenbrücke in Position gehalten wird. Nett!

Zusammen arbeiten diese innerhalb von Trypsin, um beispielsweise die Hydrolyse / Spaltung spezifischer Peptidbindungen anderer Proteine zu katalysieren.

WAS IST DER MECHANISMUS?

Nun, es ist dieses große Diagramm hier:

1. Histidin stiehlt ein Proton aus Serin und aktiviert es.
2. Serin ist nun in der Lage, den Carbonylkohlenstoff anzugreifen, indem er sich in einem tetraedrischen Komplex bindet.
3. Der Komplex wird durch ein Rückgrat stabilisiert # "NH" # von einem nahe gelegenen Glycin sowie dem gleichen Serin. Histidin wird von Aspartat orientiert. Der tetraedrische Komplex bricht zusammen, um die Peptidbindung und das resultierende zu spalten # "NH" # stiehlt ein Proton von Histidin.
4. Histidin kann ein Proton aus Wasser greifen, da der pKa-Wert nach der Stabilisierung durch Aspartat immer noch erhöht ist (was zu einer schwächeren Säure führt).
5. Hydroxid ist ein großartiges Nukleophil, das dann den Carbonylkohlenstoff für einen zweiten nucleophilen Angriff angreifen kann.
6. Der tetraedrische Komplex, wieder stabilisiert durch das Rückgrat # "NH" # auf dem Glycin und dem gleichen Serin, kann dann kollabieren, das Serin direkt abspalten und ein Proton von Histidin wie zuvor abnehmen.
7. Wir enden mit einer Carbonsäure, das Ergebnis der Hydrolyse einer Peptidbindung.