시스테인단백질가수분해효소
Cysteine protease| 시스테인펩티드가수분해효소, CA클랜 | |||||||||
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| 식별자 | |||||||||
| 기호. | 펩티드가수분해효소_C1 | ||||||||
| 팜 | PF00112 | ||||||||
| 빠맘 클랜 | CL0125 | ||||||||
| 인터프로 | IPR000668 | ||||||||
| 스마트 | SM00645 | ||||||||
| 프로 사이트 | PDOC00126 | ||||||||
| 메롭스 | C1 | ||||||||
| SCOP2 | 1aec/SCOPe/SUPFAM | ||||||||
| OPM 슈퍼 패밀리 | 355 | ||||||||
| OPM단백질 | 1m6d | ||||||||
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티올 단백질 분해효소라고도 알려진 시스테인 단백질 분해효소는 단백질을 분해하는 가수분해효소이다.이러한 단백질 분해 효소는 촉매 삼합체 또는 다이아드에서 [1]친핵성 시스테인 티올을 포함하는 공통 촉매 메커니즘을 공유합니다.
1873년 고팔 준더 로이가 발견한 최초의 시스테인 단백질 분해 효소는 Carica papaya에서 [1]얻은 파파인입니다.시스테인 단백질 분해효소는 파파야, 파인애플, 무화과, 키위프루트를 포함한 과일에서 흔히 볼 수 있습니다.단백질 분해효소의 비율은 과일이 익지 않았을 때 더 높은 경향이 있다.사실, 수십 개의 다른 식물 과의 라텍스는 시스테인 단백질 분해 [2]효소를 포함하고 있는 것으로 알려져 있습니다.시스테인단백질가수분해효소는 고기 연화제의 성분으로 사용된다.
분류
MEROPS 단백질분해효소 분류 시스템은 14개의 슈퍼 패밀리와 다수의 패밀리를 포함하는 현재 할당되지 않은 여러 패밀리(2013년 기준)를 카운트한다.각 슈퍼패밀리는 서로 다른 단백질 폴드에서 촉매 삼합체 또는 다이애드를 사용하므로 촉매 메커니즘의 수렴적 진화를 나타낸다.
슈퍼패밀리의 경우 P는 친핵계급 패밀리의 혼합물을 포함하는 슈퍼패밀리를 나타내고 C는 순수 시스테인 단백질 분해효소를 나타낸다.슈퍼 패밀리각 슈퍼 패밀리 내에서 패밀리는 촉매 친핵성(C는 시스테인 단백질 분해 효소를 나타낸다)에 의해 지정됩니다.
시스테인단백질가수분해효소군 슈퍼 패밀리 가족들 예 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
파파인(Carica papaya),[3] 브로멜레인(Ananas comosus), 카테프신K(리버우드),[4] 칼파인(호모 사피엔스)[5] CD C11, C13, C14, C25, C50, C80, C84 카스파아제-1(Rattus norvegicus) 및 분리효소(Saccharomyces cerevisaee) CE C5, C48, C55, C57, C63, C79 아데나인(인간 아데노바이러스 타입2) CF C15 파이로글루타밀펩티드가수분해효소I(바실루스아밀롤리케파시엔스) CL C60, C82 Sortase A (황색포도상구균) CM C18 C형 간염 바이러스 펩티드가수분해효소2(C형 간염 바이러스) CN C9 신드비스바이러스형 nsP2펩티드가수분해효소(신드비스바이러스) CO C40 디펩티딜펩티드가수분해효소VI(Lysinibacillus Sphaericus) CP C97 DeSI-1펩티드가수분해효소(근육) PA C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 TEV단백질가수분해효소(담배 식각바이러스) PB C44, C45, C59, C69, C89, C95 아미도포스피보실전달효소 전구체(호모사피엔스) PC C26, C56 감마글루타밀 가수분해효소(Rattus norveicus) PD C46 고슴도치단백질(드로소필라 멜라노가스터) PE P1 DmpA 아미노펩티드가수분해효소(Brucella antifi) 할당되어 있지 않다 C7, C8, C21, C23, C27, C36, C42, C53, C75
촉매 메커니즘
시스테인 단백질 분해효소가 펩타이드 결합의 가수분해를 촉매하는 반응 메커니즘의 첫 번째 단계는 효소 활성 부위의 티올이 염기성 측쇄(일반적으로 히스티딘 잔기)를 가진 인접 아미노산에 의해 탈양성되는 것이다.다음 단계는 기질 카르보닐 탄소에 대한 탈양성 시스테인의 음이온성 황에 의한 친핵성 공격이다.이 공정에서 기판의 단편을 아민 말단과 함께 방출하고 단백질분해효소 중의 히스티딘 잔기를 탈양성자 형태로 복원하여 기판의 새로운 카르복시 말단과 시스테인티올을 연결하는 티오에스테르 중간체를 형성한다.따라서, 그것들은 때때로 티올 단백질 분해효소라고도 불린다.이어서 티오에스테르 결합을 가수분해하여 나머지 기질 조각에 카르본산 부분을 생성하고 유리효소를 [6]재생한다.
생물학적 중요성
시스테인 단백질 분해 효소는 사실상 생리와 발달의 모든 면에서 다면적인 역할을 합니다.식물에서 그것들은 성장과 발달, 그리고 씨앗과 같은 저장 단백질의 축적과 이동에 중요하다.또한 신호 경로 및 생체 [7]및 비생물적 스트레스에 대한 반응에도 관여합니다.인간과 다른 동물에서, 그들은 노화와 아포토시스(프로그램된 세포사망), MHC 클래스 II 면역 반응, 프로호르몬 처리, 그리고 뼈 발달에 중요한 세포외 매트릭스 리모델링을 담당합니다.대식세포와 다른 세포들이 특수한 조건에서 그들의 표면에 탄성분해 시스테인 단백질 효소를 동원하는 능력은 또한 아테롬성 동맥경화증 및 폐기종과 [8]같은 질병에서 염증 부위의 콜라겐과 엘라스틴 분해를 가속화할 수 있다.몇몇 바이러스(예: 소아마비 및 C형 간염)는 그들의 전체 게놈을 하나의 거대한 폴리단백질로 표현하고 그것을 기능 단위로 분해하기 위해 단백질 분해 효소를 사용합니다.
규정
시스테인 단백질 분해효소의 활동은 몇 가지 일반적인 메커니즘에 의해 조절되는데, 여기에는 자이모겐의 생산, 선택적 발현, pH 수정, 세포 구획화, 그리고 외관상 활성의 조절과 관련된 가장 효율적인 메커니즘이 포함됩니다.시스테인단백질가수분해효소입니다.[6]
단백질 분해효소는 보통 세린 단백질 분해효소 전구체 트립시노겐과 키모트립시노겐, 아스파르트 단백질 분해효소 전구체 펩시노겐과 같은 자이모겐이라고 불리는 큰 전구 단백질로 합성됩니다.단백질 분해효소는 억제 세그먼트 또는 단백질을 제거함으로써 활성화된다.단백질 분해 효소가 특정 세포 내 구획(예: 리소좀) 또는 세포 외 환경(예: 위)으로 전달되면 활성화가 발생합니다.이 시스템은 단백질 분해 효소를 생성하는 세포가 그것에 의해 손상되는 것을 방지합니다.
프로테아제 억제제는 보통 기질 접근을 막기 위해 프로테아제 활성 부위로 들어가거나 차단하는 도메인을 가진 단백질이다.경쟁적 억제에서 억제제는 활성 부위에 결합하여 효소-기질 상호작용을 방지한다.비경쟁적 억제에서 억제제는 알로스테릭 부위에 결합하고, 활성 부위를 변화시켜 기질에 접근할 수 없게 한다.
단백질분해효소 억제제의 예는 다음과 같다.
사용하다
잠재적 의약품
현재 시스테인 단백질 분해효소는 승인되고 효과적인 구충제로 널리 사용되고 있지 않지만 이 주제에 대한 연구는 유망한 연구 분야이다.이들 식물에서 분리된 식물 시스테인 단백질 분해효소는 [9]선충 큐티클을 매우 낮은 독성과 함께 소화시키는 것으로 알려진 높은 단백질 분해 활성을 가진 것으로 밝혀졌다.Heligmosomoides bakeri, Trichinella Spiralis, Nippostrongylus Brasiliensis, Trichuris muris, Ancylostoma ceylanicum, 촌충, 촌충의 미스토마, 돼지 아칸토케팔라 기생충 Macracanthinchus [10]hiraceus 등의 선충에 대한 성공적인 결과가 보고되었습니다.시스테인 단백질 분해효소의 유용한 특성은 가능한 경구 투여를 가능하게 하는 내산성입니다.그것들은 현재의 구충제에 대한 대체 작용 메커니즘을 제공하며, 내성의 개발은 구충 큐티클의 구조를 완전히 변경해야 하기 때문에 가능성이 낮은 것으로 생각된다.
몇몇 전통 의약품에서는 파파야, 파인애플, 무화과 등의 과일이나 라텍스가 사람과 가축의 장내 기생충 감염 치료에 널리 사용된다.
다른.
시스테인단백질가수분해효소는 단백질과 아미노산의 [11]소화능력을 향상시키기 위해 가축의 사료첨가물로 사용된다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b Rawat, Aadish; Roy, Mrinalini; Jyoti, Anupam; Kaushik, Sanket; Verma, Kuldeep; Srivastava, Vijay Kumar (August 2021). "Cysteine proteases: Battling pathogenic parasitic protozoans with omnipresent enzymes". Microbiological Research. 249: 126784. doi:10.1016/j.micres.2021.126784. ISSN 1618-0623. PMID 33989978. S2CID 234597200.
- ^ Domsalla A, Melzig MF (June 2008). "Occurrence and properties of proteases in plant latices". Planta Medica. 74 (7): 699–711. doi:10.1055/s-2008-1074530. PMID 18496785.
- ^ Mitchel RE, Chaiken IM, Smith EL (July 1970). "The complete amino acid sequence of papain. Additions and corrections". The Journal of Biological Chemistry. 245 (14): 3485–92. doi:10.1016/S0021-9258(18)62954-0. PMID 5470818.
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- ^ Grudkowska M, Zagdańska B (2004). "Multifunctional role of plant cysteine proteinases". Acta Biochimica Polonica. 51 (3): 609–24. doi:10.18388/abp.2004_3547. PMID 15448724.
- ^ Chapman HA, Riese RJ, Shi GP (1997). "Emerging roles for cysteine proteases in human biology". Annual Review of Physiology. 59: 63–88. doi:10.1146/annurev.physiol.59.1.63. PMID 9074757.
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- ^ Behnke JM, Buttle DJ, Stepek G, Lowe A, Duce IR (September 2008). "Developing novel anthelmintics from plant cysteine proteinases". Parasites & Vectors. 1 (1): 29. doi:10.1186/1756-3305-1-29. PMC 2559997. PMID 18761736.
- ^ O'Keefe, Terrence (6 April 2012). "Protease enzymes improve amino acid digestibility". Wattagnet. Retrieved 6 January 2018.
외부 링크
- 펩티드가수분해효소 및 그 억제제에 대한 MEROPS 온라인 데이터베이스:시스테인펩티드가수분해효소
- 미국 국립의학도서관의 시스테인+엔도펩티다아제(MeSH)
