Jak trypsin tráví bílkoviny?

Trypsin je enzym serinové proteázy, který specificky štěpí peptidové vazby na karboxylové straně lysinových nebo argininových zbytků, s výjimkou případů, kdy za některým zbytkem následuje prolin. Tato specifická vlastnost štěpení trypsinu z něj činí cenný nástroj v chemii proteinů, zejména v sekvenování proteinů a proteomice. Zde je podrobné vysvětlení toho, jak trypsin tráví proteiny:

Vazba:Trypsin se váže na povrch proteinového substrátu prostřednictvím specifických interakcí mezi jeho aktivním místem a aminokyselinovými zbytky obklopujícími místo štěpení. Tato vazba vyvolává konformační změny, které usnadňují katalytickou reakci.

Katalýza:Aktivní místo trypsinu obsahuje katalytickou triádu sestávající ze tří aminokyselinových zbytků:histidin, kyselina asparagová a serin. Tyto zbytky spolupracují na usnadnění hydrolýzy (štěpení) peptidové vazby.

Histidin:Histidin působí jako donor protonů, přenáší vodíkový iont (H+) na karbonylový kyslík štěpné peptidové vazby. Tato protonace oslabuje vazbu a činí ji náchylnější k nukleofilnímu útoku.

Kyselina asparagová:Kyselina asparagová funguje jako obecná báze, abstrahuje proton z hydroxylové skupiny serinového zbytku. Tato deprotonace vytváří vysoce reaktivní serinovou hydroxylovou skupinu, která v reakci působí jako nukleofil.

Serin:Aktivovaná serinová hydroxylová skupina napadá karbonylový uhlík štěpné peptidové vazby a vytváří tetraedrický meziprodukt. Tento meziprodukt se následně zhroutí, což má za následek štěpení peptidové vazby a uvolnění dvou peptidových fragmentů.

Specifičnost:Trypsin vykazuje specifičnost ve svém vzoru štěpení v důsledku přítomnosti objemného postranního řetězce na jeho kapse vázající substrát. Tento objemný postranní řetězec zabraňuje vazbě aminokyselin s velkými postranními řetězci (jako je prolin) vedle místa štěpení. V důsledku toho trypsin přednostně štěpí peptidové vazby následované zbytky lysinu nebo argininu, s výjimkou případů, kdy jsou následovány prolinem.

Selektivním štěpením specifických peptidových vazeb trypsin vytváří sadu menších peptidových fragmentů, které lze dále analyzovat nebo separovat pro různé účely, jako je identifikace proteinů, sekvenování a charakterizace.