天冬氨酸蛋白酶
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真核天冬氨酰蛋白酶 | |||||||||
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鉴定 | |||||||||
标志 | Asp | ||||||||
Pfam | PF00026(旧版) | ||||||||
InterPro | IPR001461 | ||||||||
PROSITE | PDOC00128 | ||||||||
SCOP | 1mpp / SUPFAM | ||||||||
OPM家族 | 100 | ||||||||
OPM蛋白 | 1lyb | ||||||||
膜蛋白数据库 | 315 | ||||||||
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天冬氨酸蛋白酶 (英语:Aspartic protease)是一种催化类型的蛋白酶,它使用一个或多个天冬氨酸残基结合的活化水分子来催化其肽底物。通常,它们在活性位点具有两个高度保守的天冬氨酸,在酸性pH条件下具有最佳活性。几乎所有已知的天冬氨酰蛋白酶都被胃酶抑素抑制。
天冬氨酸内肽酶EC 3.4.23已经表征了脊椎动物、真菌和逆转录酶病毒的起源。[1]
真核天冬氨酸蛋白酶包括胃蛋白酶、组织蛋白酶和肾素。它们具有由祖先复制而产生的两域结构。逆转录病毒和反转录转座子蛋白酶(逆转录病毒天冬氨酰蛋白酶)比较小,并且似乎与真核天冬氨酰蛋白酶的单个结构域同源。每个结构域都提供一个催化天冬氨酸残基,在分子的两个叶之间有一个扩展的活性位点裂隙。很久以前,一个叶可能是通过基因复制从另一个进化而来的。在现代酶中,虽然三维结构非常相似,但除了保守的催化位点基序外,氨基酸序列的差异很大。二硫键的存在和位置是天冬氨酸肽酶的其他保守特征。
催化机制
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/00/Aspartyl_protease_mechanism.png/510px-Aspartyl_protease_mechanism.png)
天冬氨酰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-亚甲基的二肽键。与丝氨酸蛋白酶或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。因此,蛋白水解是一步发生的。
尽管已经提出了许多不同的天冬氨酰蛋白酶机制,但最广泛接受的是酸碱机制,其原理是涉及水分子在两个高度保守的天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的质子化,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。
分类
已知有五个天冬氨酸蛋白酶超家族(氏族),每个都代表相同活性位点和机制的独立进化。每个超家族包含几个具有相似序列的家族。MEROPS分类系统按字母顺序命名这些氏族。
前肽
A1_前肽 | |||||||||
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![]() 分辨率为 1.62 埃的人前胃素的晶体和分子结构 | |||||||||
鉴定 | |||||||||
标志 | A1_Propeptide | ||||||||
Pfam | PF07966(旧版) | ||||||||
InterPro | IPR012848 | ||||||||
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许多真核天冬氨酸内肽酶(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
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-治疗艾滋病毒的主要药物靶点
- Plasmepsin-在引起疟疾的寄生虫疟原虫中发现的一组天冬氨酰蛋白酶
参考
- ^ Szecsi, P. B. The aspartic proteases. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation. 1992-01-01, 52 (sup210). ISSN 0036-5513. doi:10.1080/00365519209104650.
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