Katalytická triáda je soubor tří koordinovaných aminokyselin, které lze nalézt v aktivním místě některých enzymů . [1] [2] Katalytické triády se nejčastěji vyskytují v hydrolázách a transferázových enzymech (např. proteázy , amidázy , esterázy , acylázy, lipázy a β-laktamázy ). Triáda kyselina- báze - nukleofil je běžným motivem pro tvorbu nukleofilního zbytku pro kovalentní katalýzu . Zbytky tvoří síť pro přenos náboje k polarizaci a aktivaci nukleofilu, který napadá substrát , tvoří kovalentní meziprodukt, který je pak hydrolyzován , aby se uvolnil produkt a regeneroval volný enzym. Nukleofilem je nejčastěji aminokyselina serin nebo cystein , ale někdy i threonin nebo dokonce selenocystein . Trojrozměrná struktura enzymu kombinuje triadické zbytky v přesné orientaci, i když mohou být v sekvenci daleko od sebe ( primární struktura ). [3]
Kromě divergentní evoluce funkce (a dokonce i triádového nukleofilu) ukazují katalytické triády některé z nejlepších příkladů konvergentní evoluce . Chemická omezení katalýzy vedla ke stejné struktuře katalytických míst, která se vyvinula nezávisle v nejméně 23 odlišných superrodinách . [2] V důsledku toho je jejich mechanismus účinku jedním z nejvíce studovaných v biochemii . [4] [5]
Enzymy trypsin a chymotrypsin byly poprvé purifikovány ve 30. letech 20. století. [6] U nich byl v 50. letech minulého století identifikován serin jako katalytický nukleofil ( modifikací diisopropylfluorfosfátu ). [7] Struktura chymotrypsinu byla studována rentgenovou krystalografií v 60. letech 20. století, ukazující orientaci katalytické triády v aktivním místě. [8] Další proteázy, které byly sekvenovány a zarovnány za účelem odhalení rodiny příbuzných proteáz [9] [10] [11] , se nyní označují jako rodina S1. Ve stejné době byly podobné triády nalezeny ve strukturách evolučně nepříbuzných proteáz papainu a subtilisinu . Na konci 60. let byl navržen mechanismus „přenosu náboje“, který zahrnuje aktivaci nukleofilu ostatními členy triády. [12] Protože v 70. a 80. letech bylo rentgenovou krystalografií studováno více proteázových struktur, byly nalezeny homologní (např. proteáza TEV ) a podobné (např. papain) triády. [13] [14] [15] Klasifikační systém MEROPS v 90. a 20. století začal klasifikovat proteázy do strukturně příbuzných enzymových superrodin a funguje tak jako databáze konvergentní evoluce triád ve více než 20 superrodinách. [16] [17] Pochopení toho, jak chemická omezení evoluce vedla ke konvergenci tolika rodin enzymů se stejnou geometrií triády , se objevilo v roce 2010. [2]
Od prvotního objevu katalytických triád je jejich přesný katalytický mechanismus předmětem stále podrobnějšího zkoumání. V 90. a 20. století byla zvláštní pozornost věnována otázce, zda vodíkové vazby s nízkou bariérou podporují katalýzu, [18] [19] [20] nebo stačí k vysvětlení mechanismu obyčejná vodíková vazba. [21] [22] Obrovské množství práce na kovalentní katalýze nábojového relé používaného katalytickými triádami vyústilo v tento mechanismus nejlépe charakterizovaný v celé biochemii. [4] [5]
Enzymy obsahující katalytickou triádu ji používají pro jeden ze dvou typů reakcí: buď k štěpení substrátu ( hydroláza ), nebo k přenosu jedné části substrátu na druhý substrát ( transferázy ). Triády jsou vzájemně závislým souborem zbytků v aktivním místě enzymu a působí ve shodě s jinými zbytky (např. vazebným místem a oxyaniontovou dírou) za účelem dosažení nukleofilní katalýzy. Tyto zbytky triády působí společně tak, že činí nukleofilní prvek vysoce reaktivní, tvoří kovalentní meziprodukt se substrátem, který se pak rozpustí, aby se dokončila katalýza.
Katalytické triády provádějí kovalentní katalýzu za použití zbytku jako nukleofilu. Reaktivitu nukleofilního zbytku zvyšují funkční skupiny ostatních členů triády. Nukleofil je polarizován a orientován bází, která se sama váže a je stabilizována kyselinou.
Katalýza se provádí ve dvou stupních. Za prvé, aktivovaný nukleofil napadne karbonylový uhlík a způsobí, že karbonylový kyslík přijme elektronový pár, což má za následek tetraedrický meziprodukt . Nahromadění záporného náboje na tomto meziproduktu je obvykle stabilizováno oxyaniontovou dírou v aktivním místě. Meziprodukt se poté zhroutí zpět na karbonyl, odhodí první polovinu substrátu, ale ponechá druhou polovinu stále kovalentně navázanou na enzym jako meziprodukt acylového enzymu. Ačkoli obecná kyselá katalýza destrukce prvního a druhého tetraedrického intermediátu může nastat cestou znázorněnou na diagramu, důkazy podporující tento mechanismus u chymotrypsinu [23] byly zpochybněny. [24]
Druhým stupněm katalýzy je separace intermediárního acylového enzymu napadením druhého substrátu. Pokud je tímto substrátem voda, výsledkem bude hydrolýza; pokud se jedná o organickou molekulu, pak je výsledkem přenos této molekuly na první substrát. Útok na druhý substrát vytváří nový tetraedrický meziprodukt, který se degraduje vysunutím nukleofilu enzymu, uvolněním druhého produktu a regenerací volného enzymu.
Postranní řetězec nukleofilního zbytku provádí kovalentní katalýzu na substrátu . Osamělý pár elektronů přítomný na kyslíku nebo síře napadá elektropozitivní karbonylový uhlík. [3] 20 přirozených biologických aminokyselin neobsahuje dostatek nukleofilních funkčních skupin pro mnoho složitých katalytických reakcí . Zařazení nukleofilu do triády zvyšuje jeho reaktivitu pro účinnou katalýzu. Nejčastěji používanými nukleofily jsou hydroxyl (OH) serinu a thiol /thiolátový ion (SH / S- ) cysteinu . [2] Alternativně threoninové proteázy používají sekundární threonin hydroxyl , avšak kvůli sterické zábraně další methylové skupiny postranního řetězce takové proteázy používají svůj N -terminální amid jako bázi spíše než jedinou aminokyselinu. [1] [25]
Použití kyslíku nebo síry jako nukleofilního atomu způsobuje menší rozdíly v katalýze. Ve srovnání s kyslíkem je dodatečný d-orbital síry větší (o 0,4 Å) [26] a měkčí, umožňuje vytvářet delší vazby (d C-X a d X-H jsou 1,3krát větší) a dává nižší hodnotu p K a (o 5 jednotek). [27] Proto serin více než cystein závisí na optimální orientaci členů acidobazické triády, aby se snížila její pKa , aby se dosáhlo katalytické konsensuální deprotonace. [2] Nízké pKa cysteinu pro něj působí nevýhodně při štěpení prvního tetraedrického meziproduktu, protože neproduktivní reverze počátečního nukleofilního ataku je výhodnějším produktem degradace. Báze triády je tedy s výhodou orientována směrem k protonaci amidu odstupující skupiny, aby se zajistilo, že se vypudí, přičemž zůstane síra enzymu kovalentně připojena k N-konci substrátu. Konečně separace acylového enzymu (k uvolnění C-konce substrátu) vyžaduje opětovnou protonaci serinu, zatímco cystein může uniknout jako S- . Z hlediska sterického účinku tvoří cysteinová síra také delší vazby a má větší van der Waalsův poloměr a při mutaci na serin může být zachycena v neproduktivních orientacích v aktivním místě.
Velmi zřídka se jako nukleofil používá atom selenu aminokyseliny selenocysteinu . [28] V katalytické triádě je silně preferován deprotonovaný stav Se .
Protože žádné přirozeně se vyskytující aminokyseliny nejsou silně nukleofilní, báze v katalytické triádě polarizuje a deprotonuje nukleofil, aby se zvýšila jeho reaktivita. [3] Navíc protonuje první produkt, aby podpořil svůj odchod ze skupiny.
Báze je nejčastěji histidin, protože jeho pKa umožňuje účinnou alkalickou katalýzu, vodíkové vazby s kyselým zbytkem a deprotonaci nukleofilního zbytku . [1] β-laktamázy jako TEM-1 používají jako bázi lysinový zbytek . Vzhledem k tomu, že pKa lysinu je velmi vysoké (pKa = 11), glutamát a několik dalších zbytků působí jako kyselina, která stabilizuje jeho deprotonovaný stav během katalytického cyklu. [29] [30] Threoninové proteázy používají svůj N -terminální amid jako bázi, protože sterické methylové vytěsnění katalytického threoninu brání ostatním zbytkům, aby byly dostatečně blízko u sebe. [31] [32]
Kyselý člen triády tvoří vodíkovou vazbu se zbytkem báze. Toto zplošťuje hlavní zbytek, omezuje rotaci jeho postranního řetězce a polarizuje jej a stabilizuje jeho kladný náboj. [3] Dvě aminokyseliny mají při fyziologickém pH kyselé postranní řetězce (aspartát nebo glutamát), a proto se pro tento člen triády používají nejčastěji. Cytomegalovirová proteáza používá pár histidinů, jeden jako obvykle a druhý jako kyselinu. [1] Druhý histidin není tak účinná kyselina jako běžnější aspartát nebo glutamát, což má za následek nižší katalytickou účinnost. U některých enzymů je kyselý člen triády méně potřebný a některé působí pouze jako dyáda. Například papain [b] používá asparagin jako svůj třetí člen triády, který orientuje histidinovou bázi, ale nepůsobí jako kyselina. Podobně proteáza viru hepatitidy A [c] obsahuje uspořádanou vodu v místě, kde by měl být zbytek kyseliny.
Motiv serin-histidin-aspartát je jedním z nejpodrobnějších katalytických motivů v biochemii. [3] Příkladem této triády je chymotrypsin, [d] modelová serinová proteáza z nadrodiny PA, která svou triádu využívá k hydrolýze proteinových páteří. Aspartát je vodíkovou vazbou na histidin, čímž se zvyšuje pKa jeho imidazolového dusíku ze 7 na přibližně 12. To umožňuje histidinu působit jako silné obecné lešení a aktivovat serinový nukleofil. Má také oxyaniontový otvor složený z několika amidů hlavního řetězce, který stabilizuje nahromadění náboje na meziproduktech. Histidinová báze napomáhá první odstupující skupině darováním protonu a také aktivuje hydrolytický vodný substrát stažením protonu, když zbývající OH napadá intermediární acylový enzym.
Stejná triáda se také vyvinula konvergentně do α/β hydroláz, jako jsou některé lipázy a esterázy , avšak orientace členů triády je obrácená. [33] [34] Navíc bylo zjištěno, že mozková acetylhydroláza (která má stejný tvar jako malý G protein ) má tuto triádu. Ekvivalentní triáda Ser-Gis-Glu se používá v acetylcholinesteráze .
Druhou nejvíce studovanou triádou je motiv cystein-histidin-aspartát. [2] Několik rodin cysteinových proteáz [e] a papainu [f] používá tuto sadu triád . Triáda funguje podobně jako triády serinových proteáz, s některými významnými rozdíly. Vzhledem k nízkému pKa cysteinu se význam Asp pro katalýzu liší a některé cysteinové proteázy jsou účinně Cys-His dyády (např. proteáza viru hepatitidy A ) , zatímco u jiných je cystein deprotonován před začátkem katalýzy ( např. papain). [35] Tuto triádu využívají také některé amidázy, jako je N-glykanáza, k hydrolýze nepeptidických CN vazeb. [36]
Cytomegalovirová proteáza [g] triáda využívá histidin jako členy jak kyselinové, tak zásadité triády. Odstranění kyselého histidinu má za následek pouze 10násobnou ztrátu aktivity (ve srovnání s více než 10 000násobnou ztrátou aspartátu z chymotrypsinu). Tato triáda byla interpretována jako možný způsob, jak vytvořit méně aktivní enzym pro řízení rychlosti degradace. [25]
Neobvyklá triáda se nachází u seldolizinových proteáz. [h] Nízká hodnota pKa glutamátkarboxylátové skupiny znamená, že tato skupina působí jako báze pouze v triádě při velmi nízkém pH . Předpokládá se, že tato triáda je adaptací na specifické prostředí, jako jsou kyselé horké prameny (jako je kumamolysin ) nebo buněčné lysozomy (jako je tripeptidyl peptidáza ). [25]
Endoteliální proteáza vasohibin [i] používá cystein jako nukleofil, ale serin ke koordinaci histidinové báze. [37] [38] Ačkoli serin je slabá kyselina, je stále účinný při orientaci histidinu v katalytické triádě. Některé homology alternativně obsahují threonin místo serinu v kyselém místě.
Threoninové proteázy, jako je podjednotka proteazomu [j] a ornitinacyltransferáza [k] využívají sekundární hydroxyl threoninu způsobem podobným použití primárního hydroxylu serinu. [31] [32] Avšak kvůli sterické interferenci další methylové skupiny threoninu je hlavním členem triády váš amid, který polarizuje uspořádanou vodu, která zase deprotonuje katalytický hydroxyl, aby se zvýšila jeho reaktivita. [1] [25] Podobně existují pouze serinové a pouze cysteinové ekvivalentní konfigurace, jako je penicilin acyláza G [l] a penicilin acyláza V [m] , které jsou evolučně příbuzné proteasomovým proteázam. Jako bázi opět používají svůj N -koncový amid.
Tato neobvyklá triáda se vyskytuje pouze v jedné nadrodině amidáz. V tomto případě lysin polarizuje střední serin. [39] Střední serin poté vytvoří dvě silné vodíkové vazby s nukleofilním serinem, aby jej aktivoval (jedna s hydroxylem v postranním řetězci a druhá s amidem hlavního řetězce). Střední serin je držen v neobvyklé cis orientaci, aby se usnadnil přesný kontakt s dalšími dvěma zbytky triády. Triáda je také neobvyklá v tom, že lysin a cisserin působí jako báze pro aktivaci katalytického serinu, ale stejný lysin také působí jako kyselý člen a také vytváří klíčové strukturální kontakty. [40]
Vzácnou, ale přirozeně se vyskytující aminokyselinu selenocystein (Sec) lze také nalézt jako nukleofil v některých katalytických triádách. [28] Selenocystein je podobný cysteinu, ale místo síry obsahuje atom selenu . Příkladem je aktivní místo thioredoxin reduktázy, která využívá selen k redukci disulfidu v thioredoxinu.
Kromě přirozených typů katalytických triád bylo proteinové inženýrství použito k vytvoření enzymových variant s nepřirozenými aminokyselinami nebo plně syntetickými aminokyselinami. [41] Katalytické triády byly také vloženy do nekatalytických proteinů nebo proteinových napodobenin.
Kyslíkový nukleofil subtilisinu (serinová proteáza) je nahrazen sírou, [42] [43] selenem [44] nebo telurem . [45] Cystein a selenocystein byly vloženy mutagenezí , zatímco nepřirozená aminokyselina, telurocystein, byla vložena pomocí auxotrofních buněk krmených syntetickým telurocysteinem. Všechny tyto prvky jsou v 16. sloupci periodické tabulky ( chalkogeny ), takže mají podobné vlastnosti. [46] [47] V každém případě změna nukleofilu snížila aktivitu proteázy enzymu, ale zvýšila ostatní aktivitu. Sírný nukleofil zlepšil aktivitu enzymů transferázy (někdy nazývané subtiligáza). Nukleofily selenu a teluru přeměnily enzym na oxidoreduktázu Když byl nukleofil TEV proteázy převeden z cysteinu na serin, jeho proteázová aktivita byla značně snížena, ale mohla být obnovena řízenou evolucí. [48]
Jako scaffoldy byly použity nekatalytické proteiny, do nich byly vloženy katalytické triády, které byly následně vylepšeny řízenou evolucí. Triáda Ser-His-Asp byla vložena do protilátky [49] i do řady dalších proteinů. [50] Podobně byly mimikry katalytické triády vytvořeny v malých organických molekulách , jako je diaryldiselenid, [51] [52] a mapovány na větší polymery, jako jsou Merrifieldovy pryskyřice , [53] a samosestavující krátké peptidové nanostruktury. [54]
Složitost sítě aktivních míst způsobuje, že zbytky zapojené do katalýzy (a zbytky, které jsou s nimi v kontaktu) jsou vysoce evolučně konzervovány . [55] Existují však příklady divergentního vývoje v katalytických triádách, a to jak v katalyzované reakci, tak ve zbytcích použitých při katalýze. Triáda zůstává jádrem aktivního centra, ale je evolučně uzpůsobena k plnění různých funkcí. [56] [57] Některé proteiny, nazývané pseudoenzymy , vykonávají nekatalytické funkce (např. regulaci inhibiční vazbou) a mají nahromaděné mutace, které inaktivují jejich katalytickou triádu. [58]
Katalytické triády provádějí kovalentní katalýzu prostřednictvím intermediárního acylového enzymu. Pokud je tento meziprodukt rozpustný ve vodě, dochází k hydrolýze substrátu. Pokud se však meziprodukt rozpustí napadením druhého substrátu, pak enzym působí jako transferáza . Například útok acylovou skupinou vede k acyltransferázové reakci. Několik rodin transferázových enzymů se vyvinulo z hydroláz adaptací, která vylučuje vodu a podporuje útok druhého substrátu. [59] U různých členů superrodiny α/β-hydroláz je triáda Ser-His-Asp vyladěna okolními zbytky tak, aby provedla alespoň 17 různých reakcí. [34] [60] Některých z těchto reakcí je také dosaženo mechanismy, které mění tvorbu nebo separaci meziproduktu acylenzymu, nebo které neprobíhají přes meziprodukt acylenzymu.
Kromě toho byl vyvinut alternativní transferázový mechanismus pomocí amidofosforibosyltransferázy , která má dvě aktivní místa. [n] V prvním aktivním místě cysteinová triáda hydrolyzuje glutaminový substrát a uvolňuje volný amoniak. Amoniak pak difunduje vnitřním tunelem v enzymu do druhého aktivního místa, kde je přenesen do druhého substrátu. [61] [62]
Divergentní vývoj zbytků aktivního místa je pomalý kvůli silným chemickým omezením. Některé superrodiny proteáz se však vyvinuly z jednoho nukleofilu na jiný. To se může stát, pokud nadrodina (se stejnou proteinovou strukturou ) obsahuje rodiny používající různé nukleofily. [48] K takovým nukleofilním substitucím došlo během evoluční historie několikrát, ale mechanismy, kterými k tomu dochází, jsou stále nejasné. [17]
V proteázových superrodinách, které obsahují směs nukleofilů (např. PA klan), jsou rodiny označeny svými katalytickými nukleofily (C = cysteinové proteázy, S = serinové proteázy).
| Nadrodina | Rodiny | Příklady |
|---|---|---|
| Klan PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | TEV proteáza ( virus nálevu tabáku ) |
| S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Chymotrypsin ( savci , např. Bos taurus ) | |
| Klan PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Prekurzor amidofosforibosyltransferázy (Homo sapiens ) |
| S45, S63 | Prekurzor acylázy penicilinu G (Escherichia coli ) | |
| T1, T2, T3, T6 | Archaální proteazom, beta složka ( Thermoplasma acidophilum ) | |
| PC klan | C26, C56 | Gama-glutamylhydroláza ( Rattus norvegicus ) |
| S51 | Dipeptidáza E ( E. coli ) | |
| PD klanu | C46 | Ježek protein ( Drosophila melanogaster ) |
| N9, N10, N11 | Katalytická podjednotka A protonové ATPázy typu V obsahující intein (Saccharomyces cerevisiae ) | |
| Klan PE | P1 | Aminopeptidáza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| T5 | Prekurzor ornitin acetyltransferázy (Saccharomyces cerevisiae ) |
Další podtřídou variant katalytických triád jsou pseudoenzymy , které mají triádové mutace, které je činí katalyticky neaktivní, ale schopné fungovat jako vazebné nebo strukturální proteiny. [64] [65] Například protein azurocidin vázající heparin je členem PA klanu, ale s glycinem místo nukleofilu a serinem místo histidinu. [66] Podobně je RHBDF1 homologem kosočtverečných proteáz rodiny S54 s alaninem místo nukleofilního serinu. [67] [68] V některých případech mohou mít pseudoenzymy stále neporušenou katalytickou triádu, ale mutace ve zbytku proteinu odstraňují katalytickou aktivitu. Klan CA obsahuje katalyticky neaktivní členy s mutantními triádami (kalpamodulin má lysin místo cysteinového nukleofilu) a s intaktní triádami, ale inaktivuje mutace jinde (krysí testin si zachovává Cys-His-Asn triádu). [69]
| Nadrodina | Rodiny obsahující pseudoenzymy | Příklady |
|---|---|---|
| Klan C.A. | C1, C2, C19 | kalpamodulin |
| CD klan | C14 | CFLAR |
| Klan SC | S9, S33 | Neuroligin |
| Klan SK | S14 | ClpR |
| Klan SR | S60 | Doména serotransferinu 2 |
| Klan ST | S54 | RHBDF1 |
| Klan PA | S1 | azurocidin 1 |
| Klan PB | T1 | PSMB3 |
Evoluční konvergence serinových a cysteinových proteáz směrem ke stejné katalytické organizaci acidobazických nukleofilních triád v různých superrodinách proteáz . Jsou znázorněny triády subtilisin , [o] prolyl oligopeptidáza , [p] TEV proteáza a papain . ( PNR 1ST2 ) |
Evoluční konvergence threoninových proteáz ke stejné "N"-koncové organizaci aktivního místa. Jsou ukázány katalytický threonin proteazomu [q] a ornitin acetyltransferáza. [r] ( PDB 1VRA ) |
Enzymologie proteáz poskytuje některé z nejjasnějších známých příkladů konvergentní evoluce. Stejné geometrické uspořádání triadických zbytků se vyskytuje ve více než 20 samostatných superrodinách enzymů. Každá z těchto superrodin je výsledkem konvergentní evoluce stejného uspořádání trojic v různých strukturních záhybech . Je to proto, že existují omezené produktivní způsoby, jak organizovat tři zbytky triády, enzymovou kostru a substrát. Tyto příklady odrážejí vnitřní chemická a fyzikální omezení enzymů, což vede evoluci k opakovanému a nezávislému hledání ekvivalentních řešení. [1] [2]
Serinové proteázy konvergují do stejné geometrie triády, jako je superrodina chymotrypsinu a subtilisinu. K podobnému konvergentnímu vývoji došlo u cysteinových proteáz, jako jsou virové C3 proteázy a superrodiny papainu . Tyto triády konvergují k téměř identickému uspořádání díky mechanistickým podobnostem v mechanismech proteolýzy cysteinu a serinu. [2]
| nadrodina | Rodina | Příklady |
|---|---|---|
| CA | C1, C2, C6, C10, C12, C16, C19, C28, C31, C32, C33, C39, C47, C51, C54, C58, C64, C65, C66, C67, C70, C71, C76, C78, C83, C85, C86, C87, C93, C96, C98, C101 | Papain ( Karika papaya ) a calpain ( Homo sapiens ) |
| CD | C11, C13, C14, C25, C50, C80, C84 | Kaspáza-1 ( Rattus norvegicus ) a separáza ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| CE | C5, C48, C55, C57, C63, C79 | Adenain ( lidský adenovirus typu 2) |
| CF | C15 | Pyroglutamyl peptidáza I ( Bacillus amyloliquefaciens ) |
| CL | C60, C82 | Sortáza A ( Staphylococcus aureus ) |
| CM | C18 | Virus hepatitidy C peptidáza 2 (virus hepatitidy C ) |
| CN | C9 | Sindbis virová peptidáza nsP2 (Sindbis virus) |
| CO | C40 | Dipeptidyl peptidáza VI ( Lysinibacillus sphaericus ) |
| CP | C97 | Peptidáza DeSI-1 ( Mus musculus ) |
| PA | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | TEV proteáza ( virus nálevu tabáku ) |
| PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Prekurzor amidofosforibosyltransferázy (Homo sapiens ) |
| PC | C26, C56 | Gama-glutamylhydroláza ( Rattus norvegicus ) |
| PD | C46 | Ježek protein ( Drosophila melanogaster ) |
| PE | P1 | Aminopeptidáza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| Nepřiřazeno | C7, C8, C21, C23, C27, C36, C42, C53, C75 |
| nadrodina | Rodina | Příklady |
|---|---|---|
| SB | S8, S53 | Subtilisin ( Bacillus licheniformis ) |
| SC | S9, S10, S15, S28, S33, S37 | Prolyl oligopeptidáza ( Sus scrofa ) |
| SE | S11, S12, S13 | D-Ala-D-Ala peptidáza C ( Escherichia coli ) |
| SF | S24, S26 | Signální peptidáza I ( Escherichia coli ) |
| SH | S21, S73, S77, S78, S80 | Cytomegalovirus assembler (lidský herpes virus 5) |
| SJ | S16, S50, S69 | Lon-A peptidáza ( Escherichia coli ) |
| SK | S14, S41, S49 | Clp proteáza ( E. coli ) |
| TAK | S74 | Samoštěpící protein CIMCD krčního procesu fága GA-1 (Bacillus phage GA-1) |
| SP | S59 | Nukleoporin 145 ( Homo sapiens ) |
| SR | S60 | Laktoferin ( Homo sapiens ) |
| SS | S66 | Mureintetrapeptidáza LD-karboxypeptidáza ( Pseudomonas aeruginosa ) |
| SVATÝ | S54 | Rhomboid −1 ( Drosophila melanogaster ) |
| PA | S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Chymotrypsin A ( Bos taurus ) |
| PB | S45, S63 | Prekurzor acylázy penicilinu G (Escherichia coli ) |
| PC | S51 | Dipeptidáza E ( E. coli ) |
| PE | P1 | Aminopeptidáza DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| Nepřiřazeno | S48, S62, S68, S71, S72, S79, S81 |
Threoninové proteázy využívají aminokyselinu threonin jako katalytický nukleofil. Na rozdíl od cysteinu a serinu je threonin sekundární hydroxyl (to znamená, že má methylovou skupinu). Tato methylová skupina silně omezuje možné orientace triády a substrátu, protože methyl se sráží buď s enzymovou kostrou, nebo s histidinovou bází. [2] Když byl nukleofil serinové proteázy mutován na threonin, methyl obsadil několik pozic, z nichž většina bránila vazbě substrátu. [70] Proto je katalytický zbytek threoninové proteázy na jejím N - konci.
Je známo, že dvě evolučně nezávislé superrodiny enzymů s různými proteinovými záhyby používají N -terminální zbytek jako nukleofil: nadrodina PB (proteazomy využívající skládání Ntn) [31] a nadrodina PE ( acetyltransferázy využívající skládání DOM) [32 zcela odlišné proteinové záhyby ukazují , že aktivní místo se v těchto superrodinách vyvinulo konvergentně . [2] [25]
| nadrodina | Rodina | Příklady |
|---|---|---|
| PB klan | T1, T2, T3, T6 | Archeánský proteazom, beta složka ( Thermoplasma acidophilum ) |
| PE klan | T5 | Ornitin acetyltransferáza ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| Enzymy | |
|---|---|
| Aktivita | |
| Nařízení | |
| Klasifikace | |
| Typy |
|