Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Мон Zn2+ в карбоксипептидазе и термолизине имеет четыре координационные связи. Мз них три образованы с функциональными группами белковой молекулы и одна - с молекулой воды. В коордш ационной сфере металла в обоих случаях имеется по два остатка гистидина и по одному остатку глутаминовой кислоты. Однако взаимное расположение этих остатков в карбоксипептидазе А и термолизине разное (табл.19).
Наряду с группами, непосредственно входящими в координационную сферу атома Zn, имеются группы, ориентирующие имидазольные кольца двух лигандов по отношению к атому цинка (рис.27). Эти группы различны у карбоксипептидазы и термолизина. Далее в непосредственной близости от атома цинка (<«4,2-
О
4,9 А) расположены остатки глутаминовой кислоты, которым приписывается роль акцепторов протона в катализе.
Вблизи атома цинка в карбоксипептидазе имеется гидрофобный "карман", образованный боковыми цепями остатков Туг192 и Phe279. В непосредственной близости от него расположена гуанидиновая группа остатка Arg145 и фенольная группа остатка Туг248 [149].
В термолизине область, расположенная вблизи атома цинка, является более протяженной, чем в карбоксипептидазе. Она образуется ароматическими остатками Тгр115 и Phe114, а также группой гидрофобных боковых цепей Val139, Leu133, Phe130, Leu202 и Val192. Наиболее существенное отличие этого фермента от карбоксипептидаз заключается в том, что в активном центре его расположен остаток гистидина (H1s231), по-видимому, играющий важную роль в катализе. Этот остаток своим NC1-атомом связан с карбоксильной группой остатка Asp226, что в известной степени напоминает ситуацию у сериновых протеаз.
Как и в карбоксипептидазе, в активном центре термолизина расположена боковая цепь остатка аргинина (Arg203).
Дипептидилкарбоксипептидаза I (ангиотензин I-превращающий фермент) имеет последовательность в области каталитически важных остатков His и Glu весьма
Таблица 19. Лиганды атома цинка [1348] i_,4
zL
L2
Фермент Функция L1 b2 L3 L4 Протоно
акцеп
торная
группа
Карбокси Лиганд His196(Ne1 ) Glu72 His69(N61) H2° Glu270
пептидаза А Ориенти Seri 94 Asp 1 42
рующая
группа
Термолизин Лиганд His1 42 (Ne1 ) His146(Ne1 ) Glu 166 h2o Glu143
Ориенти Asp170 Asn165
рующая
группа
сходную с термолизином. У этого фермента есть два по ’енциальных Zn-связыва-ющих центра, расположенных в разных доменах молекулы, однако фермент способен связывать лишь 1 г-атом Zn/моль белка [1350]. Последовательность в области каталитически активного остатка Glu в ангиотензинпревращакнцем ферменте имеет значительно большее сходство с последовательностью карбоксипепти-дазы А (вблизи Glu270), чем с термолизином [1351].
Рис.27. Стереоизображение области активного центра карбоксипептидазы А [149]
Атомы С боковых цепей каталитически важных остатков Arg145, Туг248 и Glu270 (0); атомы С, N и О основной цепи (Q)
Важные для катализа остатки глутаминовой кислоты обнаружены методами химической модификации и направленного мутагенеза в нейтральной протеазе Аеготопаз sp. [1352] и эндопептидазе "24.11" [1353]. В активном центре лей-цинаминопептидазы в связывании иона Zn2+, по-видимому, участвует SH-rpynna остатка цистеина [1354,1355](см., однако: [1356]).
2.6.5. Сходство и различия в структуре активных центров фериентов, относящихся к разный группам
Как видно из изложенных выше данных, внутри каждой группы ферментов наблюдается очень большое сходство в строения активных центров. Это сходство проявляется даже у ферментов, первичные и общие пространственные структуры которых заметно различаются. Различия в строении активных центров внутри группы связаны в основном с различиями в их специфичности. Не следует, однако, забывать, -ito эти выводы базируются на данных по исследованию очень небольшого числа представителей каждой группы ферментов.
Представляет интерес вопрос о сходстве и различиях в структуре активных центров ферментов, относящихся к разным группам.
Такое сравнение между сериновыми и тиоловыми протеазами [13573, серинс выми и металлсодержащими [1348] и аспартильными и металлсодержащими [1358] ферментами Ечяьляет определенное сходство в геометрии всех четырех групп амидгидролаз или по крайней мере их представителей, изученных методами рентгеноструктурного анализа. Отмечена также близость в расположении групп активных центров трипсина и термолизина с группами фосфолипазы А2 [1359].
