כימוטריפסין

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
1AB9.png
מנגנון הפעולה של כימוטרפסין

כימוטריפסין הוא אנזים מערכת העיכול היכול לפרק חלבונים, השייך למשפחת הסרין פרוטאזות.

חלבונים מורכבים משרשראות של חומצות אמינו, הנקראות פפטידים, שלהן שני קצוות: קצה אמיני (NH2) וקצה קרבוקסילי (COOH). האנזים כימוטריפסין חותך פפטידים בצד הקרבוקסילי של חומצות אמינו, ובייחוד אחרי חומצות האמינו טירוזין, טריפטופן ופנילאלנין. חומצות אמינו אלו הן ארומטיות, כלומר מכילות טבעות פחמן. לאורך זמן, האנזים גורם גם להידרוליזה של קשרים אמידים אחרים.

בלבלב מיוצר הזימוגן כימוטריפסינוגן. זוהי מולקולה לא פעילה, אשר מבוקעת למולקולות על ידי האנזים טריפסין. בשלב זה האנזים פעיל באופן חלקי, ולאחר מכן הוא נחתך בשנית על ידי מולקולות כימוטריפסין אחרות, כדי להגיע לפעילות מלאה. טריפסין חותך את הכימוטריפסינוגן בין חומצה אמינית 15 ל-16. החלקים נותרים קשורים זה לזה באמצעות קשרי גופרית, מולקולות אלו מסוגלות לגרום להפעלה אחת של השנייה באמצעות הסרה של שני פפטידים קצרים. המולקולה הנוצרת בסופו של התהליך היא כימוטריפסין פעיל, מולקולה המורכבת משלושה פוליפפטידים הקשורים ביניהם בקשרים דיסולפידים. האתר הפעיל של האנזים מכוסה על ידי קטע של 6 חומצות אמינו, אשר מוסר כאשר הכימוטריפסינוגן מגיע אל חלל מערכת העיכול, ובא במגע עם הכימוטריפסין. שיטת שיפעול זו הינה חיונית ביותר למניעת פגיעה בלבלב, אשר בו הכימוטריפסינוגן מיוצר.

כימוטריפסין הוא אנזים פרוטאוליטי הפועל במערכת העיכול של יונקים ואורגניזמים אחרים. הוא מקל על שבירתם של קשרים פפטידים בתגובת הידרוליזה, תהליך שחרף עדיפותו התרמודינמית מתרחש באופן אטי ביותר בהיעדר זרז. סוגי המצע העיקריים של כימוטריפסין הם טריפטופן, טירוזין, פנילאלנין, לאוצין ומתיונין, והללו נחתכים בקצה הקרבוקסילי. בדומה לפרוטאזות (אנזימים מפרקים) רבות אחרות, כימוטריפסין מחוץ לגוף גורם גם להידרוליזה של קשרים אסטרים והודות לכך מתאפשר שימוש בחומרים אנלוגים למצע כדוגמת N-אצטיל-L-פנילאלנין p-ניטרופניל אסטר למבחני פעילות אנזימטית.

כימוטריפסין מבקע קשרים פפטידים באמצעות השלשה הקטליטית Ser195, His57 ו-Asp102. תחילה, הסובסטרט נקשר לאנזים. בשלב זה פרוטון מ-Ser195 ל-His57, והסרין מבצע התקפה נוקלאופילית של קבוצת הקרבוניל של הסובסטרט, ומתקבל תוצר ביניים טטרהדראלי שמיוצב על ידי קשרי מימן עם ה-oxyanion hole.‏ oxyanion hole הוא אזור באנזים המייצב חמצן שעבר דה-פרוטונציה, במקרה זה ה-oxyanion hole מורכב מGly193 והמימן שקשור לחנקן של Ser195 (נמצא בשרשרת הפוליפפטידית).

תוצר הביניים מתפרק ונוצר בחזרה קשר כפול בין הפחמן הקרבונילי של הסובסטרט לחמצן. הקשר בין הקצה האמיני של החומצה האמינית הבאה לבין הפחמן הקרבונילי מתפרק, החנקן עובר פרוטונציה על ידי ההיסטידין והשרשרת הפפטידית בצד האמיני משתחררת. בשלב הבא, מולקולת מים מהתמיסה נקשרת להיסטידין, ומימן אחד עובר אליו. ההידרוקסיל נקשר לפחמן של הסובסטרט ושוב נוצר תוצר ביניים טטרהדראלי. הקשר עם הסרין נשבר, תוצר הביניים מתפרק, הסובסטרט עוזב את האנזים והאנזים יכול לקשור סובסטרט חדש.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]