Quimotripsina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
quimotripsina
ChymotrypsinA1.jpg
Estrutura cristalográfica do quimotripsinóxeno de vaca (Bos taurus).[1]
Identificadores
Número EC 3.4.21.1
Número CAS 9004-07-3
Bases de datos
IntEnz vista de IntEnz
BRENDA entrada de BRENDA
ExPASy vista de NiceZyme
KEGG entrada de KEGG
MetaCyc vía metabólica
PRIAM perfil
Estruturas PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Gene Ontology AmiGO / EGO
quimotripsina C
Identificadores
Número EC 3.4.21.2
Número CAS 9036-09-3
Bases de datos
IntEnz vista de IntEnz
BRENDA entrada de BRENDA
ExPASy vista de NiceZyme
KEGG entrada de KEGG
MetaCyc vía metabólica
PRIAM perfil
Estruturas PDB RCSB PDB PDBe PDBsum

A quimotripsina é un encima dixestivo de orixe pancreática, que actúa no duodeno, onde realiza a dixestión proteolítica das proteínas e polipéptidos.[2] A quimotripsina orixínase a partir dun precursor ou cimóxeno inactivo chamado quimotripsinóxeno. A quimotripsina actívase en presenza de tripsina, outro encima dixestivo. A quimotripsina cliva (corta) preferentemente enlaces peptídicos nos que o lado carboxilo do enlace (a posición P1) é unha tirosina, triptófano, ou fenilalanina. Estes aminoácidos conteñen un anel aromático na súa cadea lateral que cabe nun peto (pocket) hidrofóbico (a posición S1) do encima. A hidrofobicidade e forma complementaria entre a cadea lateral P1 do péptido substrato e a cavidade de unión S1 do encima explican a especificidade de substrato deste encima.[3][4] A quimotripsina tamén hidroliza outros enlaces peptídicos (amida) en péptidos en menor proporción, especialmente os que conteñen leucina e metionina na posición P1.

O seu nome contén a raíz "quimo" procedente do grego "χυμός" - khymos, "zume"[5][6], e non debe trabucarse con "quimio" (relativo á química). O quimo é o líquido pastoso parcialmente dixerido que o estómago verte o duodeno, que se mesturará cos zumes pancreático e intestinal para completar a dixestión. [7] No quimo pode atoparse a quimotripsina, entre outros encimas.


O quimotripsinóxeno[editar | editar a fonte]

A quimotripsina sintetízase no páncreas en forma dun precursor (cimóxeno[8]) chamado quimotripsinóxeno, que é encimaticamente inactivo. O quimitripsinóxeno está formado por unha soa cadea polipeptídica de 245 aminoácidos. Sintetízano as células acinares do páncreas e almacénase en gránulos (vesículas rodeadas de membrana) na parte apical da célula. A célula é despois estimulada por sinais hormonais ou nerviosas a expulsar o contido dos gránulos nos ductos da glándula, desde onde se verterán no duodeno.[9]

Activación do quimotripsinóxeno[editar | editar a fonte]

O quimotripsinóxeno debe estar inactivo ata que chegue ao duodeno. Isto impide posibles danos no páncreas e outros órganos. No duodeno é activado por outro encima dixestivo chamado tripsina. A tripsina cliva o quimotripsinóxeno no enlace peptídico da arxinina e isoleucina. Isto crea dúas moléculas de π-quimotripsina, que permanecen unidas por enlaces disulfuro (S-S). Despois, unha π-quimotripsina actúa sobre a outra rompendo o enlace peptídico da leucina e serina, eliminando dous pequenos péptidos nunha trans-proteólise. Esta reacción orixina a α-quimotripsina activa final, que consta de tres polipéptidos unidos por enlaces disulfuro.[10]

Acción e cinética da quimotripsina[editar | editar a fonte]

In vivo, a quimotripsina é un encima proteolítico (unha serina protease) que actúa nos aparatos dixestivos de moitos organismos. Facilita a clivaxe de enlaces peptídicos por hidrólise, que, malia ser termodinamicamente favorable, ocorre a unha velocidade extremadamente lenta se non está presente o catalizador. Os principais substratos da quimotripsina son o triptófano, a tirosina, a fenilalanina, a leucina, e a metionina, que son clivados no seu carboxilo terminal. Como moitas proteases, a quimotripsina hidroliza enlaces peptídicos (amida) in vitro, o que permite que se poidan usar análogos do substrato como a N-acetil-L-fenilalanina p-nitrofenil amida para facer ensaios de encimas.

Mecanismo da clivaxe de enlaces peptídicos da &alfa;-quimotripsina.

A quimotripsina cliva enlaces peptídicos atacando o grupo carbonilo non reactivo cun poderoso nucleófilo, o residuo serina 195 localizado no sitio activo do encima, o cal se une de forma breve ao substrato covalentemente, formando un intermediato encima-substrato. Este residuo de serina, xunto coa histidina 57 e o ácido aspártico 102, constitúe a tríada catalítica do sitio activo.

Estes descubrimentos fixéronse con ensaios de inhibición e o estudo da cinética da clivaxe dos devanditos substratos, aproveitando o feito de que o intermediato encima-substrato p-nitrofenolato ten unha cor amarela, o que permite medir a súa concentración cuantificando a absorbancia de luz a 410 nm.

Encontrouse que a reacción da quimotripsina co seu substrato ten lugar en dúas fases, unha fase inicial "explosiva" ao principio da reacción e unha fase estacionaria que segue a cinética de Michaelis-Menten. Isto chámase tamén mecanismo "ping-pong". O modo de acción da quimotripsina explica como a hidrólise ten lugar en dous pasos. Primeiro, a acilación do substrato para formar un intermediato acil-encima e despois a desacilación para que o encima volva ao seu estado orixinal. Isto ocorre por medio da acción concertada dos tres residuos de aminoácidos na tríada catalítica. [11] Un enlace de hidróxeno do aspartato co hidróxeno N-δ da histidina, incrementa o pKa do seu nitróxeno ε e así fai posible que desprotone a serina. Esta desprotonación é a que permite que a cadea lateral da serina actúe como nucleófilo e se una ao carbono carbonílico deficiente en electróns da cadea principal da proteína. A ionización do oxíxeno do carbonilo está estabilizada pola formación de dous enlaces de hidróxeno con N-hidróxenos adxacentes da cadea principal. Isto ocorre no "burato oxianión" do encima. Isto causa a formación dun aducto tetrahédrico e a rotura do enlace peptídico. Fórmase un intermediato acil-encima, unido á serina, e o acabado de formar amino terminal da proteína clivada pode disociarse. No segundo paso da reacción, unha molécula de auga é activada pola histidina básica, e actúa como un nucleófilo. O oxíxeno da auga ataca o carbono carbonílico do grupo acilo unido á serina, o que dá como resultado a formación dun segundo aducto tetraédrico, a rexeneración do grupo OH da serina, e a liberación dun protón, xunto co fragmento da proteína co novo carboxilo terminal recén formado. [11]

Isoencimas[editar | editar a fonte]

Os isoencimas da quimotripsina son:

quimotripsinóxeno B1
Identificadores
Símbolo CTRB1
Entrez 1504
HUGO 2521
OMIM 118890
RefSeq NM_001906
UniProt P17538
Outros datos
Número EC 3.3.21.1
Locus Cr. 16 q23.1
quimotripsinóxeno B2
Identificadores
Símbolo CTRB2
Entrez 440387
HUGO 2522
RefSeq NM_001025200
UniProt Q6GPI1
Outros datos
Número EC 3.3.21.1
quimotripsina C (caldecrina)
Identificadores
Símbolo CTRC
Entrez 11330
HUGO 2523
OMIM 601405
RefSeq NM_007272
UniProt Q99895
Outros datos
Número EC 3.3.21.2
Locus Cr. 1 p36.21

Notas[editar | editar a fonte]

  1. PDB|1CHG; Freer ST, Kraut J, Robertus JD, Wright HT, Xuong NH (April 1970). "Chymotrypsinogen: 2.5-angstrom crystal structure, comparison with alpha-chymotrypsin, and implications for zymogen activation". Biochemistry 9 (9): 1997–2009. DOI:10.1021/bi00811a022. PMID 5442169. 
  2. Wilcox PE (1970). "Chymotrypsinogens — chymotrypsins". Methods in Enzymology. Methods in Enzymology 19: 64–108. DOI:10.1016/0076-6879(70)19007-0. ISBN 978-0-12-181881-4. 
  3. Appel W (December 1986). "Chymotrypsin: molecular and catalytic properties". Clin. Biochem. 19 (6): 317–22. DOI:10.1016/S0009-9120(86)80002-9. PMID 3555886. 
  4. Berger A, Schechter I (February 1970). "Mapping the active site of papain with the aid of peptide substrates and inhibitors". Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 257 (813): 249–64. DOI:10.1098/rstb.1970.0024. PMID 4399049. 
  5. Chyme, Online Etymology Dictionary
  6. χυμός, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
  7. chyme, Merriam-Webster Online Dictionary
  8. Schwert G.W, Proteolytic Enzymes. Annual Review of Biochemistry. [online] 1955, 10.1146/annurev.bi.24.070155.000503 http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.bi.24.070155.000503?journalCode=biochem (accessed Oct 10, 2012)
  9. Berg.M.J.,Tymoczko.L.J.,Stryer.L., Gatto Jr. J.G. Biochemistry, 7th Ed.; Freeman: New York, 2012.
  10. Dryer.J.W.,Neurath.H. The Activation of Chemotyrpsinogen: ISOLATION AND IDENTIFICATION OF A PEPTIDE LIBERATED DURING ACTIVATION Department of Biochemistry, University of Washington [1955]http://www.jbc.org/content/217/2/527.full.pdf [accessed Oct. 10, 2012]
  11. 11,0 11,1 Petsko, Gregory; Ringe, Dagmar (2009). Protein Structure and Function. Oxford: Oxford University Press. pp. 78–79. ISBN 978-0-19-955684-7. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outras lecturas[editar | editar a fonte]

  • Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry. San Francisco. ISBN 0-7167-4684-0. 
  • Grisham CM, Reginald H (2005). Biochemistry. Australia. ISBN 0-534-49033-6. 

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]