Серин в трипсине и химотрипсине

Одним из самых ранних наблюдений, указавших на то, что остаток серина служит компонентом активного центра трипсина и химотрипсина, явилось открытие, сделанное А. Боллсом и Ю. Дженсеном, которые установили, что активность обоих ферментов подавляется в присутствии диизопропилфторфосфата (ДФФ).

За два года до этого А. Мазур и О. Бодански обнаружили, что ДФФ подавляет активность ацетилхолинэстеразы — фермента, участвующего в передаче нервных импульсов. После гидролиза ингибированного химотрипсина и анализа фрагментов оказалось, что фосфорсодержащий остаток ДФФ неизменно связан со специфическим остатком серина; позднее исследователи выяснили, что именно этот остаток ацилируется при реакции с n-нитрофенилацетатом. Итак, химическое изменение одного серинового остатка молекулы фермента приводит к полной утрате ферментативной активности.

Э. Шоу и его сотрудники доказали недавно, что остаток гистидина служит другим компонентом активного центра. Они синтезировали соединения, напоминающие по своей структуре специфические субстраты, но содержащие вместо обычной гидролизуемой связи группу, которая необратимо реагирует с остатком гистидина. Так, например, n-толуолсульфонилфенилаланилхлорметилкетон (ТФХК) сходен с субстратами химотрипсина (смотрите рисунок ниже).

Синтетические ингибиторы

Синтетические ингибиторы способны подавлять активность химотрипсина и трипсина, взаимодействуя с одним из остатков гистидина в их активном центре. Здесь представлена молекула n-толуолсульфонилфенилаланилхлорметилкетона (ТФХК), напоминающего природные субстраты химотрипсина и реагирующего только с этим ферментом. Если же боковую цепь, содержащую бензольное кольцо, заменить прямой боковой цепью лизина, то возникнет соединение (TЛXK), сходное с природными субстратами трипсина и реагирующее только с трипсином.

Он реагирует с нуклеофильной группой активного центра — специфическим остатком гистидина, — полностью подавляя активность фермента. Аналогичным действием обладает еще одно соединение, известное под названием TЛXK; оно сходно со специфическими субстратами трипсина и поэтому реагирует только с остатком гистидина активного центра трипсина. Помимо серина и гистидина, для каталитической активности трипсина и химотрипсина необходимы, по-видимому, и другие специфические остатки, но их роль пока еще не ясна.

«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
• Замена цинка другим металлом
• Гидролиз белков
• Действие протеолитических ферментов
• Результат действия эндопептидаз и экзопептидаз на белок
• Основные принципы механизма действия ферментов
• Структура ферментов
• Активация зимогена