La tríada catalítica es un conjunto de tres aminoácidos coordinados que se pueden encontrar en el sitio activo de algunas enzimas . [1] [2] Las tríadas catalíticas se encuentran más comúnmente en las enzimas hidrolasa y transferasa (por ejemplo , proteasas , amidasas , esterasas , acilasas, lipasas y β-lactamasas ). La tríada ácido- base - nucleófilo es un motivo común para la formación de un residuo nucleofílico para la catálisis covalente . Los residuos forman una red de retransmisión de carga para polarizar y activar el nucleófilo, que ataca al sustrato , formando un intermediario covalente , que luego se hidroliza para liberar el producto y regenerar la enzima libre. El nucleófilo suele ser el aminoácido serina o cisteína , pero a veces treonina o incluso selenocisteína . La estructura tridimensional de una enzima combina residuos triádicos en una orientación precisa, aunque puedan estar separados en secuencia ( estructura primaria ). [3]
Aparte de la evolución divergente de la función (e incluso del nucleófilo de la tríada), las tríadas catalíticas muestran algunos de los mejores ejemplos de evolución convergente . Las limitaciones químicas de la catálisis han dado como resultado que la misma estructura de sitios catalíticos haya evolucionado independientemente en al menos 23 superfamilias distintas . [2] Como consecuencia, su mecanismo de acción es uno de los más estudiados en bioquímica . [4] [5]
Las enzimas tripsina y quimotripsina se purificaron por primera vez en la década de 1930. [6] Para estos, la serina se identificó como un nucleófilo catalítico (por modificación del diisopropilfluorofosfato ) en la década de 1950. [7] La estructura de la quimotripsina se estudió mediante cristalografía de rayos X en la década de 1960 y mostró la orientación de la tríada catalítica en el sitio activo. [8] Otras proteasas que han sido secuenciadas y alineadas para revelar una familia de proteasas relacionadas [9] [10] [11] ahora se conocen como la familia S1. Al mismo tiempo , se encontraron tríadas similares en las estructuras de proteasas de papaína y subtilisina evolutivamente no relacionadas . A fines de la década de 1960, se propuso un mecanismo de "relé de carga", que implica la activación del nucleófilo por parte de otros miembros de la tríada. [12] A medida que se estudiaron más estructuras de proteasa mediante cristalografía de rayos X en las décadas de 1970 y 1980 , se encontraron tríadas homólogas (p. ej., proteasa TEV ) y similares (p. ej., papaína). [13] [14] [15] El sistema de clasificación MEROPS en las décadas de 1990 y 2000 comenzó a clasificar las proteasas en superfamilias de enzimas estructuralmente relacionadas y, por lo tanto, actúa como una base de datos de evolución convergente de tríadas en más de 20 superfamilias. [16] [17] Comprender cómo las limitaciones químicas en la evolución llevaron a la convergencia de tantas familias de enzimas con la misma geometría de tríada surgió en la década de 2010. [2]
Desde el descubrimiento inicial de las tríadas catalíticas, su mecanismo catalítico preciso ha sido objeto de investigaciones cada vez más detalladas. En las décadas de 1990 y 2000, se prestó especial atención a la cuestión de si los enlaces de hidrógeno de baja barrera promueven la catálisis, [18] [19] [20] o si los enlaces de hidrógeno ordinarios son suficientes para explicar el mecanismo. [21] [22] La gran cantidad de trabajo sobre la catálisis covalente de relé de carga utilizada por las tríadas catalíticas ha dado como resultado que este mecanismo sea el mejor caracterizado en toda la bioquímica. [4] [5]
Las enzimas que contienen una tríada catalítica la usan para uno de dos tipos de reacciones: ya sea para escindir un sustrato ( hidrolasa ) o para transferir una parte del sustrato a un segundo sustrato ( transferasas ). Las tríadas son un conjunto interdependiente de residuos en el sitio activo de una enzima y actúan en concierto con otros residuos (p. ej., sitio de unión y agujero de oxianión) para lograr la catálisis nucleófila. Estos residuos de la tríada actúan juntos para hacer que el elemento nucleofílico sea altamente reactivo, formando un intermediario covalente con el sustrato, que luego se disuelve para completar la catálisis.
Las tríadas catalíticas realizan catálisis covalente utilizando el residuo como nucleófilo. La reactividad del residuo nucleofílico aumenta por los grupos funcionales de otros miembros de la tríada. El nucleófilo está polarizado y orientado por la base, que a su vez se une y es estabilizada por el ácido.
La catálisis se realiza en dos etapas. Primero, el nucleófilo activado ataca al carbono del carbonilo y hace que el oxígeno del carbonilo acepte un par de electrones, lo que da como resultado un intermedio tetraédrico . La acumulación de carga negativa en este intermedio generalmente se estabiliza mediante un agujero de oxianión en el sitio activo. Luego, el intermedio colapsa de nuevo a un carbonilo, descartando la primera mitad del sustrato, pero dejando la segunda mitad aún unida covalentemente a la enzima como un intermedio de enzima acilo. Aunque la catálisis ácida general de la destrucción del primer y segundo intermedio tetraédrico puede ocurrir a través de la vía que se muestra en el diagrama, la evidencia que respalda este mecanismo con quimotripsina [23] ha sido discutida. [24]
La segunda etapa de la catálisis es la separación de la enzima acil intermedia al atacar el segundo sustrato. Si este sustrato es agua, el resultado será la hidrólisis; si es una molécula orgánica, entonces el resultado es una transferencia de esa molécula al primer sustrato. El ataque al segundo sustrato forma un nuevo intermedio tetraédrico, que se degrada expulsando el nucleófilo de la enzima, liberando el segundo producto y regenerando la enzima libre.
La cadena lateral del residuo nucleofílico realiza una catálisis covalente sobre el sustrato . El par solitario de electrones presentes en el oxígeno o el azufre ataca al carbono carbonilo electropositivo . [3] Los 20 aminoácidos biológicos naturales no contienen suficientes grupos funcionales nucleófilos para muchas reacciones catalíticas complejas . La inclusión de un nucleófilo en la tríada aumenta su reactividad para una catálisis eficiente. Los nucleófilos más utilizados son el hidroxilo (OH) de la serina y el ion tiol /tiolato (SH/S- ) de la cisteína . [2] Alternativamente, las proteasas de treonina usan un hidroxilo de treonina secundario ; sin embargo, debido al impedimento estérico del grupo metilo de la cadena lateral adicional , tales proteasas usan su amida N -terminal como base en lugar de un solo aminoácido. [1] [25]
El uso de oxígeno o azufre como átomo nucleófilo provoca pequeñas diferencias en la catálisis. En comparación con el oxígeno, el orbital d adicional del azufre lo hace más grande (en 0,4 Å) [26] y más suave, le permite formar enlaces más largos (d C-X y d X-H son 1,3 veces más grandes) y da un valor más bajo de p K a (por 5 unidades). [27] Por lo tanto, la serina, más que la cisteína, depende de la orientación óptima de los miembros de la tríada ácido-base para reducir su pKa y lograr la desprotonación consensuada catalítica . [2] El bajo pKa de la cisteína funciona de manera desventajosa para resolver el primer intermedio tetraédrico, ya que la reversión improductiva del ataque nucleofílico inicial es un producto de degradación más favorable. Por lo tanto, la base de la tríada se orienta preferiblemente hacia la protonación de la amida del grupo saliente para garantizar que se expulse, dejando el azufre de la enzima unido covalentemente al extremo N del sustrato. Finalmente, la separación de la enzima acilo (para liberar el extremo C-terminal del sustrato) requiere la reprotonación de la serina, mientras que la cisteína puede escapar como S- . Desde el punto de vista del efecto estérico , el azufre de cisteína también forma enlaces más largos y tiene un radio de van der Waals más grande y, cuando muta a serina, puede capturarse en orientaciones improductivas en el sitio activo.
Muy raramente, el átomo de selenio del aminoácido selenocisteína se utiliza como nucleófilo. [28] El estado desprotonado de Se es fuertemente preferido en la tríada catalítica.
Dado que ningún aminoácido natural es fuertemente nucleófilo, la base en la tríada catalítica polariza y desprotona el nucleófilo para aumentar su reactividad. [3] Además, protona el primer producto para promocionar su salida del grupo.
La base suele ser la histidina, ya que su pKa permite una catálisis alcalina eficaz, la unión de hidrógeno con un residuo ácido y la desprotonación del residuo nucleofílico . [1] Las β-lactamasas como TEM-1 usan un residuo de lisina como base. Dado que el pKa de la lisina es muy alto (pKa = 11), el glutamato y varios otros residuos actúan como un ácido, estabilizando su estado desprotonado durante el ciclo catalítico. [29] [30] Las treonina proteasas usan su amida N -terminal como base porque el desplazamiento estérico del metilo de la treonina catalítica evita que otros residuos estén lo suficientemente cerca unos de otros. [31] [32]
El miembro ácido de la tríada forma un enlace de hidrógeno con el residuo base. Esto aplana el residuo principal, restringiendo la rotación de su cadena lateral y lo polariza, estabilizando su carga positiva. [3] Dos aminoácidos tienen cadenas laterales ácidas a pH fisiológico (aspartato o glutamato) y, por lo tanto, se usan más comúnmente para este miembro de la tríada. La proteasa de citomegalovirus utiliza un par de histidinas, una como de costumbre y la otra como ácido. [1] La segunda histidina no es un ácido tan eficiente como el aspartato o el glutamato más comunes, lo que resulta en una menor eficiencia catalítica. En algunas enzimas, el miembro ácido de la tríada es menos necesario y algunas actúan solo como una díada. Por ejemplo, la papaína [b] utiliza asparragina como tercer miembro de la tríada, que orienta la base de histidina pero no actúa como ácido. Del mismo modo, la proteasa del virus de la hepatitis A [c] contiene agua ordenada en el lugar donde debería estar el residuo ácido.
El motivo serina-histidina-aspartato es uno de los motivos catalíticos más detallados en bioquímica. [3] Un ejemplo de esta tríada es la quimotripsina, [d] una serina proteasa modelo de la superfamilia PA, que utiliza su tríada para hidrolizar los esqueletos de las proteínas. El aspartato tiene enlaces de hidrógeno con la histidina, lo que aumenta el pKa de su nitrógeno de imidazol de 7 a aproximadamente 12. Esto permite que la histidina actúe como un poderoso andamio general y active el nucleófilo de la serina. También tiene un agujero de oxianión compuesto por varias amidas de columna vertebral que estabiliza la acumulación de carga en los intermedios. La base de histidina ayuda al primer grupo saliente al donar un protón y también activa el sustrato acuoso hidrolítico al retirar un protón cuando el OH restante ataca la enzima acilo intermedia.
La misma tríada también ha evolucionado convergentemente en hidrolasas α/β, como algunas lipasas y esterasas , sin embargo, la orientación de los miembros de la tríada se invierte. [33] [34] Además, también se ha encontrado que la acetilhidrolasa cerebral (que tiene la misma forma que la proteína G pequeña ) tiene esta tríada. La tríada Ser-Gis-Glu equivalente se usa en la acetilcolinesterasa .
La segunda tríada más estudiada es el motivo cisteína-histidina-aspartato. [2] Varias familias de cisteína proteasas [e] y papaína [f] utilizan este conjunto de tríadas . La tríada funciona de manera similar a las tríadas de serina proteasa, con algunas diferencias notables. Debido al bajo pKa de la cisteína, la importancia de Asp para la catálisis varía, y algunas cisteína proteasas son efectivamente díadas Cys-His (por ejemplo, la proteasa del virus de la hepatitis A ) , mientras que en otras, la cisteína se desprotona antes de que comience la catálisis ( ej., papaína). [35] Esta tríada también es utilizada por algunas amidasas, como la N-glicanasa, para hidrolizar enlaces CN no peptídicos. [36]
La tríada de proteasa [g] del citomegalovirus utiliza histidina como miembros de la tríada ácida y básica. La eliminación de la histidina ácida da como resultado una pérdida de actividad de solo 10 veces (en comparación con más de 10 000 veces cuando se elimina el aspartato de la quimotripsina). Esta tríada se ha interpretado como una forma posible de crear una enzima menos activa para controlar la tasa de degradación. [25]
Una tríada inusual se encuentra en las proteasas de seldolizina. [h] El bajo valor de pKa del grupo carboxilato de glutamato significa que solo actúa como base en la tríada a pH muy bajo. Se supone que esta tríada es una adaptación a un entorno específico, como aguas termales ácidas (como la cumamolisina ) o lisosomas celulares (como la tripeptidil peptidasa ). [25]
La proteasa endotelial vasohibina [i] utiliza cisteína como nucleófilo, pero serina para coordinar la base de histidina. [37] [38] Aunque la serina es un ácido débil, sigue siendo eficaz para orientar la histidina en la tríada catalítica. Algunos homólogos contienen alternativamente treonina en lugar de serina en el sitio ácido.
Las treonina proteasas como la subunidad del proteasoma [j] y la ornitina aciltransferasa [k] utilizan el hidroxilo secundario de la treonina de forma similar al uso del hidroxilo primario de la serina. [31] [32] Sin embargo, debido a la interferencia estérica del grupo metilo adicional de la treonina, el miembro principal de la tríada es su amida, que polariza el agua ordenada, que a su vez desprotona el hidroxilo catalítico para aumentar su reactividad. [1] [25] De manera similar, existen configuraciones equivalentes solo de serina y solo de cisteína, como la penicilina acilasa G [l] y la penicilina acilasa V [m] que están relacionadas evolutivamente con las proteasas de proteosoma. Nuevamente, usan su amida N -terminal como base.
Esta tríada inusual ocurre solo en una superfamilia de amidasas. En este caso, la lisina polariza la serina media. [39] La serina del medio luego forma dos fuertes enlaces de hidrógeno con la serina nucleófila para activarla (uno con la cadena lateral hidroxilo y el otro con la amida del esqueleto). La serina del medio se mantiene en una orientación cis inusual para facilitar contactos precisos con los otros dos residuos de la tríada. La tríada también es inusual porque la lisina y la cisserina actúan como la base para activar la serina catalítica, pero la misma lisina también actúa como un miembro ácido y también establece contactos estructurales clave. [40]
El aminoácido raro pero natural selenocisteína (Sec) también se puede encontrar como nucleófilo en algunas tríadas catalíticas. [28] La selenocisteína es similar a la cisteína, pero contiene un átomo de selenio en lugar de azufre. Un ejemplo es el sitio activo de la tiorredoxina reductasa, que usa selenio para reducir el disulfuro en la tiorredoxina.
Además de los tipos naturales de tríadas catalíticas, la ingeniería de proteínas se ha utilizado para crear variantes de enzimas con aminoácidos no nativos o aminoácidos completamente sintéticos. [41] Las tríadas catalíticas también se han insertado en proteínas no catalíticas o imitadores de proteínas.
El nucleófilo de oxígeno de la subtilisina (serina proteasa) se reemplaza por azufre, [42] [43] selenio [44] o telurio . [45] La cisteína y la selenocisteína se insertaron por mutagénesis , mientras que el aminoácido no natural, la telurocisteína, se insertó utilizando células auxotróficas alimentadas con telurocisteína sintética. Todos estos elementos están en la columna 16 de la tabla periódica ( calcógenos ), por lo que tienen propiedades similares. [46] [47] En cada caso, cambiar el nucleófilo disminuyó la actividad de la proteasa de la enzima, pero aumentó la otra actividad. El nucleófilo de azufre mejoró la actividad de las enzimas transferasa (a veces llamada subtiligasa). Los nucleófilos de selenio y telurio convirtieron la enzima en oxidorreductasa Cuando el nucleófilo de proteasa TEV se convirtió de cisteína a serina, su actividad de proteasa se redujo considerablemente, pero pudo restaurarse mediante evolución dirigida. [48]
Las proteínas no catalíticas se utilizaron como andamios, se insertaron tríadas catalíticas en ellas, que luego se mejoraron mediante evolución dirigida. La tríada Ser-His-Asp se insertó en el anticuerpo [49] , así como en otras proteínas. [50] De manera similar, se han creado imitaciones de tríadas catalíticas en moléculas orgánicas pequeñas como el diseleniuro de diarilo, [51] [52] y mapeadas en polímeros más grandes como las resinas Merrifield , [53] y nanoestructuras de péptidos cortos autoensamblables . [54]
La complejidad de la red de sitios activos hace que los residuos involucrados en la catálisis (y los residuos en contacto con ellos) estén altamente conservados evolutivamente . [55] Sin embargo, hay ejemplos de evolución divergente en las tríadas catalíticas, tanto en la reacción catalizada como en los residuos utilizados en la catálisis. La tríada sigue siendo el núcleo del centro activo, pero se adapta evolutivamente para realizar varias funciones. [56] [57] Algunas proteínas, llamadas pseudoenzimas , realizan funciones no catalíticas (p. ej., regulación por unión inhibidora) y tienen mutaciones acumuladas que inactivan su tríada catalítica. [58]
Las tríadas catalíticas realizan catálisis covalente a través de una enzima acilo intermedia. Si este intermedio es soluble en agua, se produce la hidrólisis del sustrato. Sin embargo, si el intermedio se disuelve al atacar un segundo sustrato, entonces la enzima actúa como una transferasa . Por ejemplo, un ataque de un grupo acilo da como resultado una reacción de aciltransferasa. Varias familias de enzimas transferasas han evolucionado a partir de hidrolasas a través de una adaptación que excluye el agua y favorece el ataque de un segundo sustrato. [59] En diferentes miembros de la superfamilia α/β-hidrolasa, la tríada Ser-His-Asp está sintonizada por los residuos circundantes para realizar al menos 17 reacciones diferentes. [34] [60] Algunas de estas reacciones también se logran mediante mecanismos que alteran la formación o separación del intermediario acilenzima, o que no proceden a través del intermediario acilenzima.
Además, la amidofosforribosiltransferasa ha desarrollado un mecanismo de transferasa alternativo , que tiene dos sitios activos. [n] En el primer sitio activo, la tríada de cisteína hidroliza el sustrato de glutamina para liberar amoníaco libre. Luego, el amoníaco se difunde a través de un túnel interno en la enzima hasta el segundo sitio activo, donde se transfiere al segundo sustrato. [61] [62]
La evolución divergente de los residuos del sitio activo es lenta debido a las fuertes limitaciones químicas. Sin embargo, algunas superfamilias de proteasas han evolucionado de un nucleófilo a otro. Esto puede suceder si una superfamilia (con la misma estructura proteica ) contiene familias que utilizan diferentes nucleófilos. [48] Tales sustituciones nucleofílicas han ocurrido varias veces durante la historia evolutiva, pero los mecanismos por los cuales esto ocurre aún no están claros. [17]
En las superfamilias de proteasas que contienen una mezcla de nucleófilos (por ejemplo, el clan PA), las familias se designan por sus nucleófilos catalíticos (C = cisteína proteasas, S = serina proteasas).
| superfamilia | Familias | Ejemplos |
|---|---|---|
| PA del clan | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | Proteasa TEV ( virus del pepinillo del tabaco ) |
| S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Quimotripsina ( mamíferos , por ejemplo, Bos taurus ) | |
| Clan PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de la amidofosforribosiltransferasa (Homo sapiens ) |
| S45, S63 | Precursor de penicilina G acilasa (Escherichia coli ) | |
| T1, T2, T3, T6 | Archaeal proteasoma, componente beta ( Thermoplasma acidophilum ) | |
| clan de pc | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolasa ( Rattus norvegicus ) |
| S51 | Dipeptidasa E ( E. coli ) | |
| Policía del clan | C46 | Proteína erizo ( Drosophila melanogaster ) |
| N9, N10, N11 | Subunidad catalítica A de protones ATPasa tipo V que contiene inteína (Saccharomyces cerevisiae ) | |
| PE del clan | P1 | Aminopeptidasa DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| T5 | Precursor de la ornitina acetiltransferasa (Saccharomyces cerevisiae ) |
La siguiente subclase de variantes de la tríada catalítica son las pseudoenzimas , que tienen mutaciones en la tríada que las vuelven catalíticamente inactivas pero capaces de funcionar como proteínas de unión o estructurales. [64] [65] Por ejemplo, la proteína de unión a heparina azurocidina es un miembro del clan PA, pero con glicina en lugar de nucleófilo y serina en lugar de histidina. [66] De manera similar, RHBDF1 es un homólogo de las proteasas romboides de la familia S54 con alanina en lugar de la serina nucleófila. [67] [68] En algunos casos, las pseudoenzimas aún pueden tener una tríada catalítica intacta, pero las mutaciones en el resto de la proteína eliminan la actividad catalítica. El clan CA contiene miembros catalíticamente inactivos con tríadas mutantes (la calpamodulina tiene un nucleófilo de lisina en lugar de una cisteína) y con tríadas intactas, pero inactiva mutaciones en otros lugares (la prueba de rata conserva la tríada Cys-His-Asn). [69]
| superfamilia | Familias que contienen pseudoenzimas | Ejemplos |
|---|---|---|
| Clan C.A. | C1, C2, C19 | calpamodulina |
| clan de discos compactos | C14 | CFLAR |
| Clan SC | S9, S33 | neuroligina |
| Clan SK | S14 | ClpR |
| Clan SR | S60 | Dominio de serotransferrina 2 |
| Clan ST | S54 | RHBDF1 |
| PA del clan | S1 | Azurocidina 1 |
| Clan PB | T1 | PSMB3 |
Convergencia evolutiva de serina y cisteína proteasas hacia la misma organización catalítica de tríadas de nucleófilos ácido-base en diferentes superfamilias de proteasas . Se muestran las tríadas de subtilisina , [o] prolil oligopeptidasa , [p] proteasa TEV y papaína . ( AP 1ST2 ) |
Convergencia evolutiva de treonina proteasas a la misma organización "N"-terminal del sitio activo. Se muestran la treonina catalítica del proteasoma [q] y la ornitina acetiltransferasa. [r] ( AP 1VRA ) |
La enzimología de proteasa proporciona algunos de los ejemplos más claros conocidos de evolución convergente. El mismo arreglo geométrico de residuos triádicos ocurre en más de 20 superfamilias de enzimas separadas. Cada una de estas superfamilias es el resultado de la evolución convergente de la misma disposición de tríadas dentro de diferentes pliegues estructurales . Esto se debe a que existen formas productivas limitadas para organizar los tres residuos de la tríada, el esqueleto enzimático y el sustrato. Estos ejemplos reflejan las limitaciones químicas y físicas internas de las enzimas, lo que lleva a la evolución a una búsqueda repetida e independiente de soluciones equivalentes. [1] [2]
Las serina proteasas convergen en la misma geometría de tríada, como las superfamilias de quimotripsina y subtilisina. Una evolución convergente similar ha ocurrido con cisteína proteasas como la proteasa viral C3 y las superfamilias de papaína Estas tríadas convergen en una disposición casi idéntica debido a similitudes mecánicas en los mecanismos de proteólisis de cisteína y serina. [2]
| superfamilia | Familia | Ejemplos |
|---|---|---|
| California | 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 | Papaína ( Karika papaya ) y calpaína ( Homo sapiens ) |
| CD | C11, C13, C14, C25, C50, C80, C84 | Caspasa-1 ( Rattus norvegicus ) y separasa ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| CE | C5, C48, C55, C57, C63, C79 | Adenaína ( adenovirus humano tipo 2) |
| FC | C15 | Piroglutamil peptidasa I ( Bacillus amyloliquefaciens ) |
| CL | C60, C82 | Sortasa A ( Staphylococcus aureus ) |
| CM | C18 | Peptidasa 2 del virus de la hepatitis C (virus de la hepatitis C ) |
| CN | C9 | Peptidasa del virus Sindbis nsP2 (virus Sindbis) |
| CO | C40 | Dipeptidil peptidasa VI ( Lysinibacillus sphaericus ) |
| PC | C97 | Peptidasa DeSI-1 ( Mus musculus ) |
| Pensilvania | C3, C4, C24, C30, C37, C62, C74, C99 | Proteasa TEV ( virus del pepinillo del tabaco ) |
| PB | C44, C45, C59, C69, C89, C95 | Precursor de la amidofosforribosiltransferasa (Homo sapiens ) |
| ordenador personal | C26, C56 | Gamma-glutamil hidrolasa ( Rattus norvegicus ) |
| PD | C46 | Proteína erizo ( Drosophila melanogaster ) |
| EDUCACIÓN FÍSICA | P1 | Aminopeptidasa DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| no asignado | C7, C8, C21, C23, C27, C36, C42, C53, C75 |
| superfamilia | Familia | Ejemplos |
|---|---|---|
| SB | S8, S53 | Subtilisina ( Bacillus licheniformis ) |
| CAROLINA DEL SUR | S9, S10, S15, S28, S33, S37 | Prolil oligopeptidasa ( Sus scrofa ) |
| SE | T11, T12, T13 | D-Ala-D-Ala peptidasa C ( Escherichia coli ) |
| SF | S24, S26 | Señal peptidasa I ( Escherichia coli ) |
| SH | S21, S73, S77, S78, S80 | Ensamblador de citomegalovirus ( virus del herpes humano 5) |
| sj | S16, S50, S69 | Lon-A peptidasa ( Escherichia coli ) |
| SK | S14, S41, S49 | Proteasa Clp ( E. coli ) |
| ASI QUE | S74 | Proteína autoescindible CIMCD del proceso del cuello del fago GA-1 (Bacillus fago GA-1) |
| SP | S59 | Nucleoporina 145 ( Homo sapiens ) |
| RS | S60 | Lactoferrina ( Homo sapiens ) |
| SS | S66 | Mureintetrapeptidasa LD-carboxipeptidasa ( Pseudomonas aeruginosa ) |
| S T | S54 | Romboide −1 ( Drosophila melanogaster ) |
| Pensilvania | S1, S3, S6, S7, S29, S30, S31, S32, S39, S46, S55, S64, S65, S75 | Quimotripsina A ( Bos taurus ) |
| PB | S45, S63 | Precursor de penicilina G acilasa (Escherichia coli ) |
| ordenador personal | S51 | Dipeptidasa E ( E. coli ) |
| EDUCACIÓN FÍSICA | P1 | Aminopeptidasa DmpA ( Ochrobactrum anthropi ) |
| no asignado | S48, S62, S68, S71, S72, S79, S81 |
Las treonina proteasas utilizan el aminoácido treonina como nucleófilo catalítico. A diferencia de la cisteína y la serina, la treonina es un hidroxilo secundario (es decir, tiene un grupo metilo). Este grupo metilo limita severamente las posibles orientaciones de la tríada y el sustrato, ya que el metilo choca con el esqueleto de la enzima o con una base de histidina. [2] Cuando el nucleófilo de la serina proteasa se mutó a treonina, el metilo ocupó varias posiciones, la mayoría de las cuales impidieron la unión al sustrato. [70] Por lo tanto, el residuo catalítico de la treonina proteasa está en su extremo N - terminal.
Se sabe que dos superfamilias evolutivamente independientes de enzimas con diferentes pliegues proteicos utilizan el residuo N -terminal como nucleófilo: la superfamilia PB (proteosomas que utilizan el pliegue Ntn) [31] y la superfamilia PE ( acetiltransferasas que utilizan el pliegue DOM) [32 Los pliegues de proteínas completamente diferentes indican que el sitio activo ha evolucionado de manera convergente dentro de estas superfamilias. [2] [25]
| superfamilia | Familia | Ejemplos |
|---|---|---|
| PB clan | T1, T2, T3, T6 | Proteosoma arcaico, componente beta ( Thermoplasma acidophilum ) |
| clan de educación física | T5 | Ornitina acetiltransferasa ( Saccharomyces cerevisiae ) |
| Enzimas | |
|---|---|
| Actividad | |
| Regulación | |
| Clasificación | |
| Tipos |
|