Действие протеолитических ферментов

Как я уже отмечал, действие протеолитических ферментов отличается высокой избирательностью. Трипсин, например, гидролизует вполне определенные связи в белковой молекуле, не оказывая ни малейшего воздействия на другие связи. Дело в том, что хотя с химической точки зрения все пептидные связи одинаковы, их непосредственное окружение изменяется в зависимости от химических свойств аминокислотных остатков, находящихся по обе стороны данной связи. А для гидролиза пептидной связи каждому протеолитическому ферменту требуется специфическое-химическое окружение.

Так, трипсин гидролизует только те пептидные связи, карбонильная группа (С = О) которых принадлежит аминокислоте с положительна заряженной боковой цепью (этому требованию удовлетворяют, например, аргинин и лизин). Химотрипсин предпочтительно действует на пептидные связи, образованные карбонильной группой тирозина или фенилаланина,— в боковой цепи этих аминокислот находится шестичленное кольцо. Что же касается карбоксипептидаз, то они разрывают последнюю пептидную связь в полипептидной цепи. Карбоксипептидаза А действует предпочтительно на концевые пептидные связи, образованные амино-кислотными остатками, содержащими в боковой цепи шестичленное кольцо; карбоксипептидаза Б — на концевые пептидные связи, образованные лизином или аргинином (смотроите рисунок ниже).

Специфичность — важное свойство ферментов

Тремя основными протеолитическими (то есть переваривающими белок) ферментами являются трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза А. Каждый из них разрывает пептидные связи, образованные определенными аминокислотами. Так, трипсин гидролизует пептидную связь справа от остатка аргинина, химотрипсин — связь справа от остатка тирозина, а карбоксипептидаза А — концевую пептидную связь слева от остатка фенилаланина.

Так как трипсин и химотрипсин разрывают пептидные связи, удаленные от концов полипептидной цепи, их называют эндопептидазами. Карбоксипептидазы же, атакующие концевые пептидные связи, называют экзопептидазами. Как мы увидим далее, трипсин и химотрипсин отличаются по механизму своего действия от карбоксипептидаз, но не друг от друга.

Типичная белковая молекула состоит из нескольких сотен аминокислотных остатков, расположенных в линейной последовательности. В ней имеется много пептидных связей, чувствительных к действию трипсина, который атакует цепь по месту каждой пептидной связи, образованной остатком аргинина или лизина; в результате будут возникать полипептидные фрагменты с остатками аргинина или лизина на концах. Если тот же самый белок подвергнуть действию карбоксипептидазы, то она будет поочередно гидролизовать концевые пептидные связи, отщепляя по одной аминокислоте за раз. Это будет продолжаться до тех пор, пока не наступит очередь пептидной связи, нечувствительной к действию данного фермента.

«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка

• Соединение химотрипсиногена с субстратами или ингибиторами химотрипсина
• Последовательность аминокислот
• Расположение активных остатков серина
• Сходность структур химотрипсиногена и трипсиногена
• Гидролизация субстрата
• Гистидин в химотрипсине и в трипсине
• Серин в трипсине и химотрипсине
• Результат действия эндопептидаз и экзопептидаз на белок
• Основные принципы механизма действия ферментов
• Структура ферментов
• Активация зимогена
• Замена цинка другим металлом
• Гидролиз белков