Пролил-изомераза
| Пептидилпролилизомераза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 5.2.1.8 | ||||||||
| Номер CAS | 95076-93-0 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| ИнтЭнз | IntEnz вид | ||||||||
| БРЕНДА | запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme вид | ||||||||
| КЕГГ | запись KEGG | ||||||||
| МетаЦик | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Пептидил-пролил цис-транс-изомераза, тип PpiC | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | PPIase_PpiC | ||||||||
| Пфам | ПФ00639 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000297 | ||||||||
| ПРОСИТ | PDOC00840 | ||||||||
| Мембранома | 599 | ||||||||
| |||||||||
Пролилизомераза (также известная как пептидилпролилизомераза или PPIase ) — это фермент ( EC 5.2.1.8), обнаруженный как у прокариот , так и у эукариот, который взаимопревращает цис- и транс- изомеры пептидных связей с аминокислотой пролином . [1] Пролин имеет необычно конформационно ограниченную пептидную связь из-за своей циклической структуры с боковой цепью , связанной с азотом вторичного амина . Большинство аминокислот имеют сильное энергетическое предпочтение транс -конформации пептидной связи из-за стерических препятствий , но необычная структура пролина стабилизирует цис -форму, так что оба изомера заселяются в биологически значимых условиях. Белки с активностью пролилизомеразы включают циклофилин , FKBP и парвулин , хотя более крупные белки также могут содержать домены пролилизомеразы .
Сворачивание белка
Пролин уникален среди природных аминокислот тем, что имеет относительно небольшую разницу в свободной энергии между цис -конфигурацией его пептидной связи и более распространенной транс -формой. Энергия активации , необходимая для катализа изомеризации между цис и транс , относительно высока: ~20 ккал/моль ( ср. ~0 ккал/моль для обычных пептидных связей). В отличие от обычных пептидных связей, пептидная связь X-пролил не будет принимать предполагаемую конформацию спонтанно, таким образом, процесс цис-транс -изомеризации может быть этапом, ограничивающим скорость в процессе сворачивания белка . Поэтому пролилизомеразы функционируют как шапероны сворачивания белка . Цис- пептидные связи N-концевые к остаткам пролина часто располагаются на первом остатке определенных типов плотных поворотов в остове белка. Белки, содержащие структурные цис -пролины в нативном состоянии, включают рибонуклеазу А , рибонуклеазу Т1 , бета-лактамазу , циклофилин и некоторые интерлейкины .
Сворачивание пролилизомеразы может быть автокаталитическим , и поэтому скорость сворачивания зависит от концентрации реагента. Парвулин и человеческий цитозольный FKBP , как полагают, катализируют собственные процессы сворачивания.
Доказательства изомеризации пролина
Методы определения наличия лимитирующего скорость процесса изомеризации пролина в процессе сворачивания белка включают:
- Энергии активации соответствуют изомеризации пролина, которая обычно имеет активацию около 20 ккал/моль.
- Двухстадийная кинетика сворачивания указывает на наличие как быстросворачивающихся, так и медленносворачивающихся популяций в развернутом или денатурированном состоянии.
- Анализы «двойного прыжка», в которых пролин-содержащие белки разворачиваются и сворачиваются заново, а популяция ненативных конформаций пролина изучается в зависимости от степени сворачивания.
- Ускорение скорости сворачивания in vitro путем добавления пролилизомеразы.
- Ускорение скорости сворачивания in vitro в мутантных вариантах белка с одним или несколькими остатками пролина, замененными другой аминокислотой.
Важно отметить, что не каждая пролиновая пептидная связь имеет решающее значение для структуры или функции белка, и не каждая такая связь оказывает существенное влияние на кинетику фолдинга, особенно транс -связи. Кроме того, некоторые пролилизомеразы обладают определенной степенью специфичности последовательности и, следовательно, могут не катализировать изомеризацию пролинов в определенных контекстах последовательности.
Анализы активности пролилизомеразы
Активность пролилизомеразы была впервые обнаружена с помощью анализа на основе химотрипсина . Протеолитический фермент химотрипсин имеет очень высокую субстратную специфичность для пептида из четырех остатков Ala - Ala - Pro - Phe только тогда, когда связь пролинового пептида находится в транс -состоянии. Добавление химотрипсина к раствору, содержащему репортерный пептид с этой последовательностью, приводит к быстрому расщеплению около 90% пептидов, в то время как пептиды с цис- пролиновыми связями - около 10% в водном растворе - расщепляются со скоростью, ограниченной некатализируемой изомеризацией пролина. Добавление потенциальной пролилизомеразы ускорит эту последнюю фазу реакции, если она обладает истинной активностью пролилизомеразы.
Ссылки
Дальнейшее чтение
- Balbach J, Schmid FX (2000). "Изомеризация пролина и ее катализ в сворачивании белков". В Pain RH (ред.). Механизмы сворачивания белков (2-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Oxford University Press. ISBN 0-19-963788-1.
- Фишер Г., Банг Х., Мех К. (1984). "[Определение ферментативного катализа для цис-транс-изомеризации связывания пептидов в пептидах, содержащих пролин]". Biomed. Biochim. Acta (на немецком языке). 43 (10): 1101– 11. PMID 6395866.
