Hvordan fordøjer trypsin protein?

Trypsin er et serinproteaseenzym, der specifikt spalter peptidbindinger på carboxylsiden af ​​lysin- eller argininrester, undtagen når en af ​​resterne efterfølges af prolin. Denne specifikke spaltningsegenskab af trypsin gør det til et værdifuldt værktøj i proteinkemi, især i proteinsekventering og proteomik. Her er en trin-for-trin forklaring på, hvordan trypsin fordøjer proteiner:

Binding:Trypsin binder til overfladen af ​​proteinsubstratet gennem specifikke interaktioner mellem dets aktive sted og aminosyreresterne, der omgiver spaltningsstedet. Denne binding inducerer konformationelle ændringer, der letter den katalytiske reaktion.

Katalyse:Trypsins aktive sted indeholder en katalytisk triade bestående af tre aminosyrerester:histidin, asparaginsyre og serin. Disse rester arbejder sammen for at lette hydrolysen (spaltning) af peptidbindingen.

Histidin:Histidin fungerer som en protondonor, der overfører en hydrogenion (H+) til carbonyloxygen i den spaltelige peptidbinding. Denne protonation svækker bindingen, hvilket gør den mere modtagelig for nukleofile angreb.

Asparaginsyre:Asparaginsyre fungerer som en generel base, der abstraherer en proton fra hydroxylgruppen i serinresten. Denne deprotonering genererer en meget reaktiv serin-hydroxylgruppe, som fungerer som nukleofilen i reaktionen.

Serin:Den aktiverede serin-hydroxylgruppe angriber carbonylcarbonet i den spaltelige peptidbinding og danner et tetraedrisk mellemprodukt. Dette mellemprodukt kollapser efterfølgende, hvilket resulterer i spaltning af peptidbindingen og frigivelse af to peptidfragmenter.

Specificitet:Trypsin udviser specificitet i dets spaltningsmønster på grund af tilstedeværelsen af ​​en omfangsrig sidekæde på dens substratbindende lomme. Denne omfangsrige sidekæde forhindrer bindingen af ​​aminosyrer med store sidekæder (såsom prolin) ved siden af ​​spaltningsstedet. Som et resultat spalter trypsin fortrinsvis peptidbindinger efterfulgt af lysin- eller argininrester, undtagen når de efterfølges af prolin.

Ved selektivt at spalte specifikke peptidbindinger genererer trypsin et sæt af mindre peptidfragmenter, der kan analyseres yderligere eller adskilles til forskellige formål, såsom proteinidentifikation, sekventering og karakterisering.