Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
1301] внутри кавдого домена выявить по два "субдомена" с повторяющейся пространственной организацией (рис.20). Это несомненно отражает процесс эволюции аспартатных протеаз, основным моментом которой является дубликация генов [1302,13031.
Аспартатные протеазы практически целиком построены из p-структур. Имеются всего лишь четыре коротких участка деформированной а-спирали. У пеницил-
РИС.19. Стереопары хода полипептидных цепей пепсина свиньи (а) и пеницилло-пепсина (б) [1268,1276]
лопепсина это остатки 58-62, 137-141, 225-235 и 303-309 (нумерация по последовательности свиного пепсина). р-Структуры у этих ферментов образуются тяжами и "шпильками", соединенными короткими участками с неупорядоченной структурой. Каждый "суСдомен" построен довольно однотипно: если двигаться от N-конца к С-концу молекулы, то сначала идет р-шпилька, затем - петля, далее - короткая спираль и снова р- шпилька с противоположной по сравнению с первой шпилькой ориентацией. В молекуле фермента эта структурная организация повторяется 4 раза. Ядро каждого домена образуется (3-слоем, состоящим
6. В.К. Антонов
из двух-широких петель, входящих одна в другую. В основном наблюдается удивительная симметричность доменов и молекулы фермента в целом.
Молекула ренина построена аналогичным образом. Среднее квадратичное отклонение атомов основной цепи от положения этих атомов в протеиназах микро-
о
организмов составляет 0,45А[12753.
Протеазы ретровирусов, хотя и являются аспартатныш протеазами, имеют очень низкую степень гомологии первичной структуры с аспар-татными протеазами животных и микроорганизмов. Их размеры обычни вдвое меньше, чем размеры типичных ферментов этой группы, однако активные формы ферментов представляют собой димер [939, 1304]. Структура димера очень сходна со структурой пепсина, особенно в области активного центра, образуемого группами двух протомеров. Вероятно, в стабилизации димера важную роль играют N- и С- концевые остатки молекулг протомера.
Из этой группы ферментов пространственная структура с разрешенном около 1,6
О
А известна для карбоксипептидазы А и т.^рмолизина. Более низкое разрешение достигнуто для карбоксипептидаз В и Т и для нейтральной протеазы Bncllltis cereus. Как уже отмечалось выше, в первичной структуре карбоксипептидьз и термолизина наблюдается очень мало сходства. Пространственные структуры этих ферментов также сильно различаются [1292]. Термолизин по классификации вторичных структур относится к группе а+р, а карбоксипептидаза А - к группе а/р. Оба фермента заметно отличаются даже по размерам молекул, хотя у них близкие молекулярные массы. Карбоксипептидаза А имеет почти сферическую
о
симметрию (50x42x38 А), тогда как термолизин представляет собой вытянутый
о
ЭЛЛИПСОИД (64x38*37 А).
"етэмолизин - двухдоменный белок (рис.21). N-Концевой и С-концевой домены соединены участком, включающим остатки 153-158. Каждый домен имеет почти сферическую симметрию. а-Спиральные структуры составляют около 38% всех аминокислотных остатков, причем большая часть спиральных участков расположена в С-концевом домене. Соответственно N-концевой домен построен преимущественно из р-складчатых слоев, включающих около 70 остатков. Эти слои, как и в а-химотрипсине, образуют "цилиндр". Граница двух доменов образована преимущественно гидрофобными боковыми цепями остатков Рго130, Leu133,
Val139, Ile188, Val192, Leu202. Ряд заряженных боковых цепей расположен
внутри молекулы, и их эарйды компенсированы ионными взаимодействиями. Тер-
Рис.20. Чередование вторичных структур в молекуле пепсина [1268]
1 - тяжи при рассмотрении с N- и С-концов; 2 - (3-шпилька; 3 - а-спираль (пунктирной линией обведена структурная единица молекулы, которая повторяется 4 раза)
2.5.4. Металлсодержащие ами, о идролаз:
РИС.21. Конформация основной цепи термолизина [1291]
2+ 2+
7 - атом Zn ; г - атом Са
молизин характеризуется значительным содержанием солевых мостиков.
Термолизин содержит 3-4 атома кальция. Два атома кальция находятся всего
о
лишь на расстоянии 3,8 А один от другого. Образуемые атомами Са солевые связи включают остатки Asp57, Asp138, Asp185 и Asp200 и остатки Glu177,
о
Glu.190. Ближайший к атому Zn атом Са находится от него на расстоянии <«13 А. Два атома кальция, по-видимому, играют важную роль в стабилизации взаимного расположения двух доменов.
В отличие от термолизина карбоксипептидаза А (рис.22) - однодоменный белок. Общее содержание а-спиральных структур составляет 38$, а p-структур -
Рис.22. Ход полипептидной цепи карбоксипептидазы А [149]
17$. Таким образом, значительная часть белковой молекулы имеет неупорядоченную структуру.
В последовательности аминокислот белка спиральные участки чередуются с p-структурами и короткими неупорядоченными структурами. Лишь в средней части последовательности имеется значительный участок неупорядоченной структуры (остатки 122-174). Слои p-структуры организованы как в лнтипараллельные, так и в параллельные тяжи. Интересно, что пептид_пя связь между остатками Ser197 и Туг198 имеет цис-конфигурацию.
