天冬氨酸蛋白酶
蛋白水解酶
天冬氨酸蛋白酶(Aspartic protease)是一类重要的蛋白水解酶,参与机体的新陈代谢及生物调控作用。它的活性中心由两个催化性天冬氨酸残基组成,在酸性pH条件下具有最佳活性。这些酶通常在活性位点具有两个高度保守的天门冬氨酸,并且几乎所有已知的天冬氨酸蛋白酶都被胃酶抑素抑制。
基本简介
种类
天冬氨酸蛋白酶包括胃蛋白酶亚型、逆转录蛋白酶亚型、天冬氨酸膜内裂解蛋白酶亚型。这些酶家族中的胃蛋白酶亚型需要去除前肽区域并在酸性环境的诱导下自身催化;而肾素类亚型则是由其他的酶催化。研究这些亚型的结构和活化的机制,有助于研究天冬氨酸蛋白酶家族在病理和生理情况下的变化,在某些疾病的治疗上提供了新的研究方向。
催化机制
天冬氨酸蛋白酶是一个高度特异性的蛋白酶家族,它们倾向于切割具有疏水残基和β-CH2二肽键。与丝氨酸蛋白酶半胱氨酸蛋白酶不同,这些蛋白酶在切割过程中不形成共价中间体。蛋白水解是一步发生的,涉及水分子在两个高度保守的天门冬氨酸残基之间的配位。天冬氨酸通过提取质子来活化水,使水能够对底物易裂键的羰基碳进行亲核攻击,从而产生通过与第二天冬氨酸氢键稳定的四面体氧阴离子中间体。该中间体的重排导致易裂酰胺质子化,这导致底物肽分裂成两个产物肽。
抑制
胃酶抑素是天冬氨酸蛋白酶的抑制剂,能够抑制几乎所有已知的天冬氨酸蛋白酶。
分类
天冬氨酸蛋白酶超家族(氏族)有五个,每个都代表相同活性位点和机制的独立进化。MEROPS分类系统按字母顺序命名这些氏族,包括氏族AA(例如:胃蛋白酶家族)、氏族AC(例如:信号肽酶II家族)、氏族AD(例如:早老素家族)、氏族AE(例如:GPR内肽酶家族)和氏族AF(例如:Omptin家族)。
前肽
许多真核生物天门冬氨酸内肽酶(MEROPS肽酶家族A1)是用信号肽和前肽合成的。动物胃蛋白酶样内肽酶前肽形成了一个独特的前肽家族,其中包含约30个残基长的保守基序。在胃蛋白酶原A中,成熟胃蛋白酶序列的前11个残基被前肽的残基取代。前肽含有两个螺旋,可阻断活性位点裂隙,特别是胃蛋白酶中保守的天冬氨酸11残基,在胃蛋白酶中,氢键与前肽中的保守arg残基结合。这种氢键稳定了前肽构象,并且可能负责在酸性条件下触发胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶。
例子
人类
- BACE1、BACE2
- 组织蛋白酶E
- Napsin-A
- 胃蛋白酶
- 早老素
含有该结构域的人类蛋白质
- BACE1
- BACE2
- 组织蛋白酶D
- 组织蛋白酶E
- NAPSA
- PGA5
- PGC
- 肾素
其他生物
- HIV-1蛋白酶:治疗艾滋病的主要药物靶点
- Plasmepsin:在引起疟疾寄生昆虫疟原虫中发现的一组天冬氨酸蛋白酶
参考资料
目录
概述
基本简介
种类
催化机制
抑制
分类
前肽
例子
人类
含有该结构域的人类蛋白质
其他生物
参考资料