الثالوث التحفيزي

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

يحتوي إنزيم بروتياز TEV [أ] على مثال لثالوث محفز من البقايا (أحمر) في موقعه النشط . يتكون الثالوث من الأسبارتات ( حمض ) والهيستيدين ( قاعدة ) والسيستين ( نوكليوفيل ). يرتبط الركيزة (أسود) بموقع الارتباط لتوجيهها بجوار الثالوث. ( PDB : 1LVM ​)

الثلاثية الحفزية هي مجموعة من ثلاثة أحماض أمينية منسقة يمكن العثور عليها في الموقع النشط لبعض الإنزيمات . [1] [2] توجد الثلاثيات الحفزية بشكل شائع في إنزيمات الهيدرولاز والترانسفيراز (على سبيل المثال البروتيازات والأميدازات والإسترازات والأسيلازات والليبازات وبيتا لاكتامازات ) . الثلاثية الحمضية - القاعدية - النوكليوفيلية هي نمط شائع لتوليد بقايا نوكليوفيلية للتحفيز التساهمي . تشكل البقايا شبكة ترحيل شحنة لاستقطاب وتنشيط النوكليوفيل، الذي يهاجم الركيزة ، ويشكل وسيطًا تساهميًا يتم بعد ذلك تحلله لإطلاق المنتج وتجديد الإنزيم الحر. النوكليوفيل هو في الغالب حمض أميني سيرين أو سيستين ، ولكن في بعض الأحيان ثريونين أو حتى سيلينوسيستين . يجمع الهيكل ثلاثي الأبعاد للإنزيم بقايا الثالوث في اتجاه دقيق، على الرغم من أنها قد تكون متباعدة في التسلسل ( الهيكل الأساسي ). [3]

بالإضافة إلى التطور المتباعد للوظيفة (وحتى النواة المحبة للثالوث)، تظهر الثالوثات التحفيزية بعضًا من أفضل الأمثلة على التطور المتقارب . أدت القيود الكيميائية المفروضة على التحفيز إلى تطور نفس المحلول التحفيزي بشكل مستقل في 23 عائلة فرعية منفصلة على الأقل . [2] وبالتالي فإن آلية عملها هي واحدة من أفضل الآليات التي تمت دراستها في الكيمياء الحيوية . [4] [5]

تاريخ

تم تنقية إنزيمات التربسين والكيموتريبسين لأول مرة في ثلاثينيات القرن العشرين. [6] تم التعرف على سيرين في كل من التربسين والكيموتريبسين باعتباره النواة المحفزة (عن طريق تعديل ثنائي إيزوبروبيل فلوروفوسفات ) في الخمسينيات. [7] تم حل بنية الكيموتريبسين بواسطة علم البلورات بالأشعة السينية في الستينيات، مما يوضح اتجاه الثالوث التحفيزي في الموقع النشط . [8] تم تسلسل وترتيب البروتينات الأخرى للكشف عن عائلة من البروتينات ذات الصلة، [9] [10] [11] تسمى الآن عائلة S1. في الوقت نفسه ، وجد أن هياكل البروتينات غير المرتبطة تطوريًا الباباين والسبتيليزين تحتوي على ثلاثيات مماثلة. تم اقتراح آلية "تتابع الشحنة" لتنشيط النواة بواسطة أعضاء الثالوث الآخرين في أواخر الستينيات. [12] مع حل المزيد من هياكل البروتياز بواسطة علم البلورات بالأشعة السينية في السبعينيات والثمانينيات، تم العثور على ثلاثيات متجانسة (مثل بروتياز TEV ) ومتماثلة (مثل الباباين). [13] [14] [15] بدأ نظام تصنيف MEROPS في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين في تصنيف البروتيازات إلى عائلات إنزيمات ذات صلة هيكلية وبالتالي يعمل كقاعدة بيانات للتطور المتقارب للثلاثيات في أكثر من 20 عائلة. [16] [17] تطور فهم كيف أدت القيود الكيميائية على التطور إلى تقارب العديد من عائلات الإنزيمات على نفس هندسة الثلاثيات في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [2]

منذ اكتشافها الأولي، كانت هناك تحقيقات تفصيلية متزايدة حول آلية تحفيزها الدقيقة. وكان من بين الخلافات الخاصة في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين ما إذا كانت الرابطة الهيدروجينية ذات الحاجز المنخفض تساهم في التحفيز، [18] [19] [20] أو ما إذا كانت الرابطة الهيدروجينية العادية كافية لتفسير الآلية. [21] [22] وقد أدى العمل الضخم على مرحل الشحنة والتحفيز التساهمي المستخدم بواسطة الثالوثات الحفزية إلى أن تكون الآلية هي الأفضل وصفًا في الكيمياء الحيوية بأكملها. [4] [5] [21]

وظيفة

تستخدم الإنزيمات التي تحتوي على ثلاثية حفزية هذه الثلاثية لأحد نوعي التفاعل: إما لتقسيم ركيزة ( هيدرولازات ) أو لنقل جزء من ركيزة إلى ركيزة ثانية ( ترانسفيرازات ). الثلاثيات هي مجموعة مترابطة من البقايا في الموقع النشط للإنزيم وتعمل بالتنسيق مع البقايا الأخرى (مثل موقع الارتباط وثقب الأكسيون ) لتحقيق التحفيز النووي . تعمل بقايا الثلاثيات هذه معًا لجعل العضو النووي شديد التفاعل ، مما يؤدي إلى توليد وسيط تساهمي مع الركيزة يتم حله بعد ذلك لإكمال التحفيز. [23]

الآلية

تقوم الثالوثات الحفزية بإجراء تحفيز تساهمي باستخدام بقايا كنيوكليوفيلي. تزداد تفاعلية البقايا النيوكليوفيلية بواسطة المجموعات الوظيفية لأعضاء الثالوث الآخرين. يتم استقطاب النيوكليوفيل وتوجيهه بواسطة القاعدة، والتي ترتبط هي نفسها وتستقر بواسطة الحمض. [24]

يتم إجراء التحفيز على مرحلتين. أولاً، يهاجم النيوكليوفيل المنشط ذرة الكربونيل ويجبر ذرة الأكسجين الكاربونيل على قبول زوج من الإلكترونات، مما يؤدي إلى وسيط رباعي السطوح . عادةً ما يتم تثبيت تراكم الشحنة السالبة على هذا الوسيط بواسطة ثقب أنيون أكسجيني داخل الموقع النشط. ثم ينهار الوسيط مرة أخرى إلى كربونيل، ويطرد النصف الأول من الركيزة، لكنه يترك النصف الثاني لا يزال مرتبطًا تساهميًا بالإنزيم كوسيط أسيل-إنزيم . على الرغم من أن التحفيز الحمضي العام لتحلل الوسيط الرباعي السطوح الأول والثاني قد يحدث بالمسار الموضح في الرسم التخطيطي، إلا أن الأدلة التي تدعم هذه الآلية مع الكيموتريبسين [25] قد تم الجدال بشأنها. [26]

المرحلة الثانية من التحفيز هي تحلل الوسيط الأسيل-الإنزيمي عن طريق هجوم ركيزة ثانية. إذا كانت هذه الركيزة عبارة عن ماء فإن النتيجة هي التحلل المائي؛ إذا كانت جزيئًا عضويًا فإن النتيجة هي نقل هذا الجزيء إلى الركيزة الأولى. يشكل هجوم هذه الركيزة الثانية وسيطًا رباعي السطوح جديدًا، والذي يتحلل عن طريق إخراج النواة المحبة للإنزيم، وإطلاق المنتج الثاني وتجديد الإنزيم الحر. [27]

آلية التفاعل العامة للتفاعلات المحفزة بواسطة ثلاثية حفزية (باللون الأسود): الاستبدال النووي عند ركيزة كربونيل (باللون الأحمر) بواسطة ركيزة ثانية (باللون الأزرق). أولاً، يهاجم نوكليوفيلي الإنزيم (X) الكربونيل لتكوين وسيط أسيل-إنزيم مرتبط تساهميًا. ثم يهاجم نوكليوفيلي الركيزة الثانية (X') هذا الوسيط. إذا كان النيوكليوفيل الثاني هو هيدروكسيل الماء، فإن النتيجة هي التحلل المائي، وإلا فإن النتيجة هي نقل مجموعة X'.

هوية أعضاء الثالوث

نظام شحن ثلاثي محفز كما هو شائع في البروتيازات. يقوم بقايا الحمض (عادةً الجلوتامات أو الأسبارتات ) بمحاذاة القاعدة (عادةً الهستيدين ) واستقطابها مما ينشط النواة (غالبًا السيرين أو السيستين، وأحيانًا الثريونين ). يقلل الثلاثي من قيمة pKa للبقايا النووية التي تهاجم الركيزة بعد ذلك. تعمل فتحة الأكسيد الأنيونية للأميدات المشحونة إيجابيًا عادةً (أحيانًا السلاسل الجانبية) على تثبيت تراكم الشحنة على حالة انتقال الركيزة .

محب للنواة

تؤدي السلسلة الجانبية للبقايا النوكليوفيلية تحفيزًا تساهميًا على الركيزة . يهاجم الزوج الوحيد من الإلكترونات الموجود على الأكسجين أو الكبريت الكربون الكاربونيل الموجب كهربائيًا . [3] لا تحتوي الأحماض الأمينية البيولوجية الطبيعية العشرين على أي مجموعات وظيفية نووية كافية للعديد من التفاعلات الحفزية الصعبة . يؤدي تضمين النوكليوفيل في ثلاثية إلى زيادة تفاعله من أجل تحفيز فعال. أكثر النيوكليوفيلات المستخدمة شيوعًا هي الهيدروكسيل ( OH) من السيرين وأيون الثيول / الثيولات (SH / S - ) من السيستين. [2] بدلاً من ذلك، تستخدم بروتيازات الثريونين الهيدروكسيل الثانوي للثريونين، ومع ذلك بسبب العائق الفراغي لمجموعة الميثيل الإضافية في السلسلة الجانبية، تستخدم مثل هذه البروتيازات أميدها الطرفي الأميني كقاعدة، بدلاً من حمض أميني منفصل. [1] [28]

يؤدي استخدام الأكسجين أو الكبريت كذرة نووية إلى اختلافات طفيفة في التحفيز. بالمقارنة مع الأكسجين ، فإن المدار d الإضافي للكبريت يجعله أكبر (بمقدار 0.4 Å) [29] وأكثر ليونة، ويسمح له بتكوين روابط أطول (d C-X و d X-H بمقدار 1.3 ضعف)، ويمنحه قيمة pKa أقل ( بمقدار 5 وحدات). [30] وبالتالي فإن السيرين يعتمد أكثر من السيستين على التوجيه الأمثل لأعضاء الثالوث الحمضي القاعدي لتقليل قيمة pKa [ 30 ] من أجل تحقيق نزع بروتون متفق عليه مع التحفيز. [2] تعمل قيمة pKa المنخفضة للسيستين على إلحاق الضرر به في حل الوسيط الرباعي السطوح الأول حيث أن الانعكاس غير المنتج للهجوم النووي الأصلي هو منتج التحلل الأكثر ملاءمة. [2] وبالتالي، يتم توجيه قاعدة الثالوث بشكل تفضيلي لبروتونات أميد المجموعة المغادرة لضمان طرده لمغادرة الكبريت الإنزيم المرتبط تساهميًا بالطرف الأميني للركيزة. أخيرًا، يتطلب حل إنزيم الأسيل (لتحرير الطرف الكربوكسيلي للركيزة) إعادة بروتونات السيرين بينما يمكن أن يغادر السيستين على شكل S − . من الناحية الفراغية ، يشكل كبريت السيستين أيضًا روابط أطول وله نصف قطر فان دير فالس أكبر [2] وإذا تحور إلى سيرين يمكن حبسه في اتجاهات غير منتجة في الموقع النشط. [29]

نادرًا جدًا، يتم استخدام ذرة السيلينيوم من حمض السيلينوسيستين الأميني النادر كعنصر محب للنواة. [31] تكون حالة السيلينيوم المنزوعة البروتون مفضلة بشدة عندما تكون في ثلاثية تحفيزية. [31]

قاعدة

نظرًا لعدم وجود أحماض أمينية طبيعية محبة للنواة بقوة، فإن القاعدة في الثالوث التحفيزي تستقطب النواة المحبة للنواة وتزيل بروتوناتها لزيادة تفاعلها. [3] بالإضافة إلى ذلك، فإنها تبروتون المنتج الأول للمساعدة في مغادرة المجموعة. [32]

القاعدة هي الهيستيدين بشكل شائع لأن قيمة pKa تسمح بتحفيز القاعدة بشكل فعال، وتكوين رابطة هيدروجينية مع بقايا الحمض، وإزالة بروتونات بقايا النواة. [1] تستخدم بيتا لاكتاماز مثل TEM-1 بقايا ليسين كقاعدة. ولأن قيمة pKa لليسين مرتفعة للغاية (قيمة pKa = 11)، فإن الغلوتامات والعديد من البقايا الأخرى تعمل كحمض لتثبيت حالتها المنزوعة البروتونات أثناء الدورة الحفزية. [33] [34] تستخدم بروتيازات الثريونين أميدها الطرفي الأميني كقاعدة، لأن الازدحام الفراغي بواسطة ميثيل الثريونين الحفزي يمنع البقايا الأخرى من أن تكون قريبة بدرجة كافية. [35] [36]

حامض

يشكل عضو الثالوث الحمضي رابطة هيدروجينية مع البقايا القاعدية. يعمل هذا على محاذاة البقايا القاعدية عن طريق تقييد دوران السلسلة الجانبية، واستقطابها عن طريق تثبيت شحنتها الموجبة. [3] يحتوي حمضان أمينيان على سلاسل جانبية حمضية عند درجة الحموضة الفسيولوجية (الأسبارتات أو الجلوتامات) وبالتالي فهي الأكثر استخدامًا لهذا العضو الثلاثي. [3] يستخدم بروتياز الفيروس المضخم للخلايا [ب] زوجًا من الهيستيدينات، أحدهما كقاعدة، كالمعتاد، والآخر كحمض. [1] الهيستيدين الثاني ليس حمضًا فعالًا مثل الأسبارتات أو الجلوتامات الأكثر شيوعًا، مما يؤدي إلى كفاءة تحفيزية أقل. [37]

أمثلة على الثلاثيات

مجموعة بقايا الأحماض الأمينية الموجودة في المواقع النشطة للإنزيمات التحللية. على اليسار، توجد أعضاء ثلاثية النواة والقاعدة والحمض. على اليمين، توجد ركائز مع الرابطة القابلة للانقسام التي تم تحديدها بواسطة زوج من المقصات. يمكن انقسام رابطتين في بيتا لاكتام (1 بواسطة أسيلاز البنسلين و2 بواسطة بيتا لاكتاماز ).

سير-هيس-أسب

إن نمط سيرين-هيستيدين-أسبارتات هو أحد أكثر الأنماط التحفيزية تميزًا في الكيمياء الحيوية. [3] ويمثل الكيموتريبسين [ ج] نموذجًا للبروتيناز السيريني من عائلة PA والذي يستخدم ثلاثيته لتحليل الهياكل العظمية للبروتين. يرتبط الأسبارتات برابطة هيدروجينية بالهيستيدين، مما يزيد من قيمة pKa لنيتروجين إيميدازول من 7 إلى حوالي 12. وهذا يسمح للهيستيدين بالعمل كقاعدة عامة قوية وتنشيط نوكليوفيلي السيرين. كما يحتوي على ثقب أنيون أكسجيني يتكون من العديد من أميدات الهيكل العظمي والتي تعمل على تثبيت تراكم الشحنة على الوسطاء. تساعد قاعدة الهيستيدين المجموعة المغادرة الأولى عن طريق التبرع بالبروتون، كما تعمل أيضًا على تنشيط ركيزة الماء التحللي عن طريق تجريد البروتون حيث يهاجم OH − المتبقي الوسيط الأنزيمي الأسيل. [23]

كما تطورت نفس الثالوث بشكل متقارب في هيدروليزات ألفا/بيتا مثل بعض الليبازات والإستريزات ، ومع ذلك فإن اتجاه أعضاء الثالوث معكوس. [38] [ 39] بالإضافة إلى ذلك، وجد أن هيدروليز أسيتيل الدماغ (الذي له نفس الطية مثل بروتين ج الصغير) يحتوي أيضًا على هذه الثالوث. [40]

سيس-هيس-اسب

الثالوث الثاني الأكثر دراسة هو موتيف السيستين-هيستيدين-أسبارتات. [2] تستخدم العديد من عائلات بروتيازات السيستين مجموعة الثالوث هذه، على سبيل المثال بروتياز TEV [ أ ] والباباين . [د] يعمل الثالوث بشكل مشابه لثلاثيات بروتياز السيرين، مع بعض الاختلافات الملحوظة. نظرًا لانخفاض pKa للسيستين ، فإن أهمية Asp للتحفيز تختلف والعديد من بروتيازات السيستين هي ثنائيات Cys-His (مثل بروتياز فيروس التهاب الكبد A )، بينما في حالات أخرى يتم نزع بروتونات السيستين بالفعل قبل بدء التحفيز (مثل الباباين). [41] تستخدم بعض الأميدازات هذه الثالوث أيضًا، مثل N -glycanase لتحليل الروابط CN غير الببتيدية. [42]

سير-هيس-هيس

تستخدم ثلاثية بروتياز الفيروس المضخم للخلايا [ب] الهيستيدين كعضوين في الثلاثية الحمضية والقاعدية. يؤدي إزالة الهيستيدين الحمضي إلى فقدان النشاط بمقدار 10 أضعاف فقط (مقارنة بأكثر من 10000 ضعف عند إزالة الأسبارتات من الكيموتريبسين). تم تفسير هذه الثلاثية كطريقة محتملة لتوليد إنزيم أقل نشاطًا للتحكم في معدل الانقسام. [28]

سير-جلو-أسب

تم العثور على ثلاثية غير عادية في بروتينات السيدوليزين . [e] تعني قيمة pK المنخفضة لمجموعة كربوكسيلات الغلوتامات أنها تعمل فقط كقاعدة في الثلاثية عند درجة حموضة منخفضة للغاية. يُفترض أن الثلاثية عبارة عن تكيف مع بيئات معينة مثل الينابيع الساخنة الحمضية (مثل الكومامولايسين) أو الليزوزوم الخلوي (مثل تريببتيديل ببتيديز ). [28]

سيس-هيس-سير

يستخدم البروتيناز البطاني الفازوهيبين [f] السيستين كنواة محبة للنواة، ولكنه يستخدم السيرين لتنسيق قاعدة الهيستيدين. [43] [44] وعلى الرغم من أن السيرين حمض رديء، إلا أنه لا يزال فعالاً في توجيه الهيستيدين في الثالوث التحفيزي. [43] تحتوي بعض المتماثلات على ثريونين بدلاً من السيرين في موقع الحمض. [43]

ثر-نتر، سير-نتر وسيس-نتر

تستخدم بروتيازات الثريونين، مثل وحدة بروتياز البروتيازوم [g] وأسيل ترانسفيرازات الأورنيثين [h] الهيدروكسيل الثانوي للثريونين بطريقة مماثلة لاستخدام هيدروكسيل السيرين الأساسي . [35] [36] ومع ذلك، نظرًا للتداخل الفراغي لمجموعة الميثيل الإضافية للثريونين، فإن العضو الأساسي للثالوث هو الأميد الطرفي الأميني الذي يستقطب الماء المنظم والذي بدوره يزيل بروتونات الهيدروكسيل الحفزي لزيادة تفاعله. [1] [28] وبالمثل، توجد تكوينات مكافئة "سيرين فقط" و"سيستين فقط" مثل أسيلاز البنسلين G [i] وأسيلاز البنسلين V [j] والتي ترتبط تطوريًا ببروتيازات البروتيازوم. مرة أخرى، تستخدم هذه الأميد الطرفي الأميني كقاعدة. [28]

سر-سيسسير-ليز

يحدث هذا الثالوث غير المعتاد فقط في عائلة واحدة من الأميدازات. في هذه الحالة، يعمل اللايسين على استقطاب السيرين الأوسط. [45] ثم يشكل السيرين الأوسط رابطتين هيدروجينيتين قويتين مع السيرين المحب للنواة لتنشيطه (واحد مع هيدروكسيل السلسلة الجانبية والأخرى مع أميد العمود الفقري). يتم تثبيت السيرين الأوسط في اتجاه سيس غير عادي لتسهيل الاتصالات الدقيقة مع بقايا الثالوث الأخرى. الثالوث غير عادي أيضًا في أن اللايسين والسيس سيرين يعملان كقاعدة في تنشيط السيرين المحفز، لكن نفس اللايسين يؤدي أيضًا دور العضو الحمضي بالإضافة إلى إجراء اتصالات هيكلية رئيسية. [45] [46]

سيك-هيس-جلو

يمكن أيضًا العثور على حمض السيلينوسيستين (Sec) الأميني النادر ، ولكنه يحدث بشكل طبيعي، كنواة محبة للنواة في بعض الثالوثات الحفزية. [31] يشبه السيلينوسيستين السيستين، لكنه يحتوي على ذرة سيلينيوم بدلاً من الكبريت. توجد بقايا السيلينوسيستين في الموقع النشط لإنزيم اختزال الثيوريدوكسين ، والذي يستخدم مجموعة السيلينول لاختزال ثنائي الكبريتيد في الثيوريدوكسين. [31]

ثلاثيات هندسية

بالإضافة إلى الأنواع الطبيعية من الثالوثات التحفيزية، تم استخدام هندسة البروتين لإنشاء متغيرات إنزيمية بأحماض أمينية غير أصلية، أو أحماض أمينية صناعية بالكامل. [47] كما تم إدراج الثالوثات التحفيزية في بروتينات غير تحفيزية، أو محاكيات البروتين. [48]

تم استبدال نوكليوفيلات الأكسجين في السبتليزين (بروتياز سيرين) بكل من الكبريت، [49] [50] السيلينيوم ، [51] أو التيلوريوم . [52] تم إدخال السيستين والسيلينوسيستين عن طريق الطفرات ، في حين تم إدخال الحمض الأميني غير الطبيعي، التيلوروسيستين ، باستخدام خلايا تتغذى على التيلوروسيستين الاصطناعي. توجد هذه العناصر جميعها في العمود السادس عشر من الجدول الدوري ( الكالكوجينات )، وبالتالي لها خصائص متشابهة. [53] [54] في كل حالة، أدى تغيير النيوكليوفيل إلى خفض نشاط البروتياز في الإنزيم، ولكنه زاد من نشاط جديد. حسّن النيوكليوفيل الكبريتي نشاط إنزيم ترانسفيراز (يُطلق عليه أحيانًا سبتليجاز). حولت النيوكليوفيلات السيلينيوم والتيلوريوم الإنزيم إلى أكسدة اختزال . [51] [52] عندما تم تحويل النواة المحبة للبروتيناز TEV من السيستين إلى السيرين، انخفض نشاط البروتيناز بشكل كبير، ولكن كان من الممكن استعادته من خلال التطور الموجه . [55]

تم استخدام البروتينات غير المحفزة كسقالات، حيث تم إدخال ثلاثيات محفزة فيها والتي تم تحسينها بعد ذلك من خلال التطور الموجه. تم إدخال ثلاثية Ser-His-Asp في جسم مضاد، [56] بالإضافة إلى مجموعة من البروتينات الأخرى. [57] وبالمثل، تم إنشاء محاكيات ثلاثية محفزة في جزيئات عضوية صغيرة مثل ثنائي أريل ديسيلينيد، [58] [59] وعرضت على بوليمرات أكبر مثل راتنجات ميريفيلد ، [60] والهياكل النانوية القصيرة ذاتية التجميع للببتيد . [61]

التطور المتباين

يتسبب تعقيد شبكة الموقع النشط في أن تكون البقايا المشاركة في التحفيز (والبقايا التي تتلامس معها) محفوظة تطوريًا بدرجة كبيرة . [62] ومع ذلك، هناك أمثلة على التطور المتباعد في الثالوثات التحفيزية، سواء في التفاعل المحفز، أو البقايا المستخدمة في التحفيز. تظل الثالوث جوهر الموقع النشط، لكنها تتكيف تطوريًا لخدمة وظائف مختلفة. [63] [64] بعض البروتينات، تسمى شبه الإنزيمات ، لها وظائف غير تحفيزية (مثل التنظيم عن طريق الارتباط المثبط) وتراكمت لديها طفرات تعمل على تعطيل الثالوث التحفيزي الخاص بها. [65]

تغيرات رد الفعل

تؤدي الثالوثات التحفيزية تحفيزًا تساهميًا عبر وسيط أسيل-إنزيم. إذا تم حل هذا الوسيط بالماء، فإن النتيجة هي تحلل الركيزة. ومع ذلك، إذا تم حل الوسيط عن طريق الهجوم بواسطة ركيزة ثانية، فإن الإنزيم يعمل كناقل . على سبيل المثال، يؤدي الهجوم بواسطة مجموعة أسيل إلى تفاعل أسيل-ترانسفيراز . تطورت العديد من عائلات إنزيمات الناقل من الهيدرولازات عن طريق التكيف لاستبعاد الماء وتفضيل هجوم ركيزة ثانية. [66] في أعضاء مختلفين من عائلة ألفا/بيتا-هيدرولاز، يتم ضبط ثلاثية Ser-His-Asp بواسطة البقايا المحيطة لأداء ما لا يقل عن 17 تفاعلًا مختلفًا. [39] [67] يتم تحقيق بعض هذه التفاعلات أيضًا بآليات غيرت تكوين أو حل وسيط أسيل-إنزيم، أو لا تتم عبر وسيط أسيل-إنزيم. [39]

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير آلية بديلة لنقل الأميدوفسفوريبوزيل ترانسفيراز ، والتي تحتوي على موقعين نشطين. [k] في الموقع النشط الأول، تقوم ثلاثية السيستين بتحليل ركيزة الجلوتامين لإطلاق الأمونيا الحرة. ثم تنتشر الأمونيا عبر نفق داخلي في الإنزيم إلى الموقع النشط الثاني، حيث يتم نقلها إلى ركيزة ثانية. [68] [69]

التغيرات النووية

التطور المتباين لبروتيازات عشيرة PA لاستخدام نوكليوفيلات مختلفة في ثلاثيتها التحفيزية. يظهر في الصورة ثلاثية السيرين للكيموتربسين [ج] وثلاثية السيستين للبروتياز TEV. [أ] ( PDB : 1LVM, 1GG6 ​)

التطور المتباين لبقايا الموقع النشط بطيء، بسبب القيود الكيميائية القوية. ومع ذلك، تطورت بعض عائلات البروتياز الفائقة من نواة محبة إلى أخرى. يمكن استنتاج ذلك عندما تحتوي عائلة فائقة (بنفس الطية ) على عائلات تستخدم نواة محبة مختلفة. [55] حدثت مثل هذه التبديلات بين النواة عدة مرات خلال التاريخ التطوري، ومع ذلك فإن الآليات التي يحدث بها هذا لا تزال غير واضحة. [17] [55]

داخل عائلات البروتيناز التي تحتوي على مزيج من النيوكليوفيلات (على سبيل المثال عشيرة PA )، يتم تحديد العائلات من خلال النيوكليوفيل المحفز (C = بروتيازات السيستين، S = بروتيازات السيرين).

العائلات الفائقة التي تحتوي على مزيج من العائلات التي تستخدم نوكليوفيلات مختلفة  [70]
عائلة عظمى العائلات أمثلة
عشيرة السلطة الفلسطينية ج3، ج4، ج24، ج30، ج37، ج62، ج74، ج99 بروتياز TEV ( فيروس نخر التبغ )
S1، S3، S6، S7، S29، S30، S31، S32، S39، S46، S55، S64، S65، S75 كيموتربسين ( الثدييات ، على سبيل المثال بوس توروس )
عشيرة بي بي ج44، ج45، ج59، ج69، ج89، ج95 مقدمة لإنزيم أميدوفوسفوريبوزيل ترانسفيراز ( الإنسان العاقل )
س45، س63 مقدمة إنزيم أسيليز البنسلين ج ( الإشريكية القولونية )
ت1، ت2، ت3، ت6 البروتيازوم الأركي، المكون بيتا ( ثيرموبلازما أسيدوفيلوم )
عشيرة الكمبيوتر القرن 26، القرن 56 غاما غلوتاميل هيدرولاز ( Rattus norvegicus )
س51 ديبيبتيداز E ( الإشريكية القولونية )
عشيرة بي دي سي46 بروتين القنفذ ( دروسوفيلا ميلانوجاستر )
ن9، ن10، ن11 الوحدة الفرعية A المحفزة لـ ATPase من نوع V المحتوية على إنتين ( Saccharomyces cerevisiae )
عشيرة التربية البدنية ص1 دمبا أمينوببتيداز ( البروسيلا أنثروبى )
ت5 مقدمة أسيتيل ترانسفيراز الأورنيثين ( Saccharomyces cerevisiae )

الانزيمات الكاذبة

فئة فرعية أخرى من متغيرات الثالوث التحفيزي هي شبه الإنزيمات ، والتي تحتوي على طفرات ثلاثية تجعلها غير نشطة تحفيزيًا، ولكنها قادرة على العمل كبروتينات ملزمة أو بنيوية. [71] [72] على سبيل المثال، يعد بروتين Azurocidin الرابط للهيبارين عضوًا في عشيرة PA، ولكن مع وجود جليسين بدلاً من النواة وسيرين بدلاً من الهيستيدين. [73] وبالمثل، فإن RHBDF1 هو نظير لعائلة S54 من البروتينات المعينية مع وجود ألانين بدلاً من السيرين النووي. [74] [75] في بعض الحالات، قد لا تزال شبه الإنزيمات تحتوي على ثالوث تحفيزي سليم ولكن الطفرات في بقية البروتين تزيل النشاط التحفيزي. تحتوي عشيرة CA على أعضاء غير نشطة تحفيزيًا مع ثلاثيات متحولة ( يحتوي الكالبامودولين على ليسين بدلاً من نوكليوفيله السيستيني) وثلاثيات سليمة ولكن طفرات غير نشطة في أماكن أخرى (يحتفظ اختبار الفئران بثالوث Cys-His-Asn). [76]

العائلات الفائقة التي تحتوي على إنزيمات زائفة ذات ثلاثيات غير نشطة [71]
عائلة عظمى العائلات التي تحتوي على أنزيمات كاذبة أمثلة
عشيرة CA ج1، ج2، ج19 كالبامودولين
عشيرة سي دي ج14 سي اف ال ار
عشيرة SC س9، س33 نيوروليجين
عشيرة SK س14 كلبر
عشيرة SR اس60 مجال السيروترانسفيرين 2
عشيرة ST س54 ر.ح.ب.د.ف1
عشيرة السلطة الفلسطينية س1 أزوروسيدين 1
عشيرة بي بي ت1 PSMB3

التطور المتقارب

توفر إنزيمات البروتياز بعضًا من أوضح الأمثلة المعروفة للتطور المتقارب على المستوى الجزيئي. يحدث نفس الترتيب الهندسي لبقايا الثالوث في أكثر من 20 عائلة إنزيمية منفصلة . كل من هذه العائلات هي نتيجة للتطور المتقارب لنفس الترتيب الثلاثي داخل طية هيكلية مختلفة. وذلك لأن هناك طرق إنتاجية محدودة لترتيب ثلاث بقايا ثلاثية، العمود الفقري للإنزيم والركيزة. تعكس هذه الأمثلة القيود الكيميائية والفيزيائية الجوهرية على الإنزيمات، مما يؤدي إلى تقارب التطور بشكل متكرر ومستقل على حلول مكافئة. [1] [2]

هيدروليزات السيستين والسرين

وقد تقاربت هندسة الثالوث نفسها مع البروتينات السيرينية مثل عائلات الكيموتريبسين [ج] والسبتيليزين . وقد حدث تطور متقارب مماثل مع البروتينات السيستينية مثل البروتينات الفيروسية C3 والعائلات العليا للبابين [د] . وقد تقاربت هذه الثالوثات إلى نفس الترتيب تقريبًا بسبب التشابهات الميكانيكية في آليات تحلل البروتينات السيستينية والسرينية . [2]

عائلات بروتينات السيستين

عائلة عظمى العائلات أمثلة
كاليفورنيا 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 الباباين ( كاريكا بابايا ) والكالباين ( الإنسان العاقل )
قرص مضغوط C11، C13، C14، C25، C50، C80، C84 Caspase-1 ( Rattus norvegicus ) و separase ( Saccharomyces cerevisiae )
سي إي ج5، ج48، ج55، ج57، ج63، ج79 أدينين ( فيروس غدي بشري من النوع 2)
ت.ف ج15 بيروغلوتاميل ببتيداز I ( Bacillus amyloliquefaciens )
CL سي 60، سي 82 سورتيز أ ( المكورات العنقودية الذهبية )
سم القرن الثامن عشر ببتيداز فيروس التهاب الكبد الوبائي سي 2 ( فيروس التهاب الكبد الوبائي سي )
الصين سي 9 فيروس السندبيس من نوع nsP2 الببتيداز ( فيروس السندبيس )
أول أكسيد الكربون سي 40 ديبيبتيديل-بيبتيداز السادس ( Lysinibacillus sphaericus )
سي بي سي97 ديسي-1 ببتيداز ( Mus musculus )
السلطة الفلسطينية ج3، ج4، ج24، ج30، ج37، ج62، ج74، ج99 بروتياز TEV ( فيروس نخر التبغ )
بي بي ج44، ج45، ج59، ج69، ج89، ج95 مقدمة لإنزيم أميدوفوسفوريبوزيل ترانسفيراز ( الإنسان العاقل )
الكمبيوتر الشخصي القرن 26، القرن 56 غاما غلوتاميل هيدرولاز ( Rattus norvegicus )
بي دي سي46 بروتين القنفذ ( دروسوفيلا ميلانوجاستر )
التربية البدنية ص1 دمبا أمينوببتيداز ( البروسيلا أنثروبى )
غير مخصص ج7، ج8، ج21، ج23، ج27، ج36، ج42، ج53، ج75

عائلات السيرين بروتياز

عائلة عظمى العائلات أمثلة
س ب س8، س53 سبتيليزين ( Bacillus licheniformis )
SC س9، س10، س15، س28، س33، س37 بروليل أوليجوبيبتيداز ( سوس سكروفا )
جنوب شرق س11، س12، س13 ببتيداز D-Ala-D-Ala C ( الإشريكية القولونية )
سان فرانسيسكو س24، س26 إشارة ببتيداز I ( Escherichia coli )
ش س21، س73، س77، س78، س80 تجميع الفيروس المضخم للخلايا ( فيروس الهربس البشري 5)
س ج س16، س50، س69 ببتيداز لون-أ ( الإشريكية القولونية )
سك س14، س41، س49 بروتياز clp ( الإشريكية القولونية )
لذا س74 بروتين الانقسام الذاتي CIMCD الموجود في عنق البكتيريا العصوية GA-1 ( Bacillus phage GA-1 )
إس بي س59 نوكليوبورين 145 ( الإنسان العاقل )
ريال سعودي اس60 اللاكتوفيرين ( الإنسان العاقل )
اس اس س66 رباعي ببتيداز المورين LD-كاربوكسي ببتيداز ( الزائفة الزنجارية )
شارع س54 المعين -1 ( ذبابة الفاكهة )
السلطة الفلسطينية S1، S3، S6، S7، S29، S30، S31، S32، S39، S46، S55، S64، S65، S75 كيموتربسين أ ( بوس توروس )
بي بي س45، س63 مقدمة إنزيم أسيليز البنسلين ج ( الإشريكية القولونية )
الكمبيوتر الشخصي س51 ديبيبتيداز E ( الإشريكية القولونية )
التربية البدنية ص1 دمبا أمينوببتيداز ( البروسيلا أنثروبى )
غير مخصص S48، S62، S68، S71، S72، S79، S81

ثريونين بروتياز

تستخدم بروتيازات الثريونين حمض الثريونين الأميني كنوكليوفيل محفز لها. وعلى عكس السيستين والسرين، فإن الثريونين عبارة عن هيدروكسيل ثانوي (أي يحتوي على مجموعة ميثيل). وتحد مجموعة الميثيل هذه بشكل كبير من التوجهات المحتملة للثالوث والركيزة حيث يصطدم الميثيل إما بالعمود الفقري للإنزيم أو قاعدة الهيستيدين. [2] عندما تحور النوكليوفيل في بروتياز السيرين إلى ثريونين، احتل الميثيل مزيجًا من المواضع، والتي منع معظمها ربط الركيزة. [77] وبالتالي، فإن البقايا التحفيزية لبروتياز الثريونين تقع عند نهايتها الأمينية . [2]

من المعروف أن عائلتين إنزيمات مستقلتين تطوريًا مع طيات بروتينية مختلفة تستخدمان البقايا الطرفية الأمينية كنواة محبة للنواة: العائلة PB (البروتيازومات التي تستخدم طية Ntn) [35] والعائلة PE ( أسيتيل ترانسفيرازات تستخدم طية DOM) [36]. يشير هذا التشابه في بنية الموقع النشط في طيات البروتين المختلفة تمامًا إلى أن الموقع النشط تطور بشكل متقارب في تلك العائلات. [2] [28]

عائلات البروتياز الثريونين

عائلة عظمى العائلات أمثلة
عشيرة بي بي ت1، ت2، ت3، ت6 البروتيازوم الأركي، المكون بيتا ( ثيرموبلازما أسيدوفيلوم )
عشيرة التربية البدنية ت5 أورنيثين أسيتيل ترانسفيراز ( Saccharomyces cerevisiae )

انظر أيضا

مراجع

ملحوظات

  1. ^ abcd TEV protease MEROPS : عشيرة PA، عائلة C4
  2. ^ ab بروتيناز الفيروس المضخم للخلايا MEROPS : عشيرة SH، عائلة S21
  3. ^ abc Chymotrypsin MEROPS : عشيرة PA، عائلة S1
  4. ^ abc Papain MEROPS : عشيرة CA، عائلة C1
  5. ^ سيدوليزين بروتياز MEROPS : عشيرة SB، العائلة 53
  6. ^ بروتيناز الفازوهيبين MEROPS : عشيرة CA
  7. ^ ab Proteasome MEROPS : عشيرة PB، عائلة T1
  8. ^ ab أورنيثين أسيل ترانسفيرازات MEROPS : عشيرة PE، عائلة T5
  9. ^ أسيلاز البنسلين G MEROPS : عشيرة PB، عائلة S45
  10. ^ أسيلاز البنسلين V MEROPS : عشيرة PB، عائلة C59
  11. ^ أميدوفوسفوريبوزيل ترانسفيراز MEROPS : عشيرة PB، عائلة C44
  12. ^ سبتيليزين MEROPS : عشيرة SB، عائلة S8
  13. ^ بروليل أوليجوبيبتيديز MEROPS : عشيرة الخلايا الجذعية، عائلة S9

الاستشهادات

  1. ^ abcdef Dodson G, Wlodawer A (1998). "الثالوثات التحفيزية وأقاربها". Trends Biochem. Sci. 23 (9): 347–52. doi :10.1016/S0968-0004(98)01254-7. PMID  9787641.
  2. ^ abcdefghijklm Buller AR, Townsend CA (2013). "القيود التطورية الجوهرية على بنية البروتياز، وأسيلة الإنزيم، وهوية الثالوث التحفيزي". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110 (8): E653–61. Bibcode :2013PNAS..110E.653B. doi : 10.1073/pnas.1221050110 . PMC 3581919 . PMID  23382230.  
  3. ^ abcdef Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). "9 Catalytic Strategies". Biochemistry (الطبعة الخامسة). سان فرانسيسكو: WH Freeman. ISBN 9780716749554.
  4. ^ ab Perutz M (1992). بنية البروتين. مناهج جديدة للمرض والعلاج . نيويورك: WH Freeman and Co. ISBN 9780716770213.
  5. ^ ab Neurath H (1994). "الإنزيمات البروتينية في الماضي والحاضر: العصر الذهبي الثاني. ذكريات، قسم خاص تكريمًا لماكس بيروتز". Protein Sci. 3 (10): 1734–9. doi :10.1002/pro.5560031013. PMC 2142620. PMID  7849591 .  
  6. ^ Ohman KP, Hoffman A, Keiser HR (1990). "انقباض الأوعية الدموية الناجم عن الإندوثيلين وإطلاق الببتيدات الأذينية المدرة للصوديوم في الفئران". Acta Physiol. Scand. 138 (4): 549–56. doi :10.1111/j.1748-1716.1990.tb08883.x. PMID  2141214.
  7. ^ ديكسون جي إتش، كوفمان دي إل، نيوراث إتش (1958). "تسلسل الأحماض الأمينية في منطقة ارتباط ثنائي إيزوبروبيل الفوسفوريل في ثنائي التريبسين". مجلة الكيمياء الأمريكية 80 (5): 1260-1. doi :10.1021/ja01538a059.
  8. ^ ماثيوز بي دبليو، سيجلر بي بي، هندرسون آر، وآخرون (1967). "البنية ثلاثية الأبعاد لتوسيل-ألفا-كيموتربسين". نيتشر . 214 (5089): 652–656. رمز Bibcode :1967Natur.214..652M. doi :10.1038/214652a0. PMID  6049071. S2CID  4273406.
  9. ^ Walsh KA, Neurath H (1964). "Trypsinogen and Chymotrypsinogen as Homologous Proteins". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 52 (4): 884–9. Bibcode :1964PNAS...52..884W. doi : 10.1073/pnas.52.4.884 . PMC 300366 . PMID  14224394.  
  10. ^ de Haën C, Neurath H, Teller DC (1975). "التطور التطوري للبروتينات السيرينية المرتبطة بالتربسين ومركباتها الزيموجينية. طرق جديدة للتحقيق في العلاقات التطورية البعيدة". J. Mol. Biol. 92 (2): 225–59. doi :10.1016/0022-2836(75)90225-9. PMID  1142424.
  11. ^ Lesk AM, Fordham WD (1996). "الحفاظ والتنوع في هياكل البروتينات السيرينية لعائلة الكيموتريبسين". J. Mol. Biol. 258 (3): 501–37. doi :10.1006/jmbi.1996.0264. PMID  8642605.
  12. ^ Blow DM, Birktoft JJ, Hartley BS (1969). "دور مجموعة حمض مدفونة في آلية عمل الكيموتريبسين". مجلة الطبيعة . 221 (5178): 337–40. رمز Bibcode :1969Natur.221..337B. doi :10.1038/221337a0. PMID  5764436. S2CID  4214520.
  13. ^ Gorbalenya AE, Blinov VM, Donchenko AP (1986). "Poliovirus-encoded proteinase 3C: a possible evolutionary link between cellular serine and cytogenerate proteinase families". FEBS Lett. 194 (2): 253–7. doi : 10.1016/0014-5793(86)80095-3 . PMID  3000829. S2CID  23268152.
  14. ^ Bazan JF, Fletterick RJ (1988). "إن بروتينات السيستين الفيروسية متماثلة مع عائلة بروتينات السيرين الشبيهة بالتربسين: الآثار البنيوية والوظيفية". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (21): 7872–6. Bibcode :1988PNAS...85.7872B. doi : 10.1073/pnas.85.21.7872 . PMC 282299 . PMID  3186696.  
  15. ^ Phan J, Zdanov A, Evdokimov AG, et al. (2002). "Structural basis for the substance specificity of tobacco etch virus protease". J. Biol. Chem. 277 (52): 50564–72. doi : 10.1074/jbc.M207224200 . PMID  12377789.
  16. ^ Rawlings ND, Barrett AJ (1993). "العائلات التطورية للببتيدازات". Biochem. J. 290 (1): 205–18. doi : 10.1042/bj2900205. PMC 1132403. PMID  8439290.  
  17. ^ ab Rawlings ND, Barrett AJ, Bateman A (2010). "MEROPS: قاعدة بيانات الببتيداز". Nucleic Acids Res. 38 (supl_1): D227–33. doi :10.1093/nar/gkp971. PMC 2808883 . PMID  19892822.  
  18. ^ Frey PA, Whitt SA, Tobin JB (1994). "رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز في الثالوث التحفيزي لبروتينات السيرين". مجلة العلوم . 264 (5167): 1927–30. رمز Bibcode :1994Sci...264.1927F. doi :10.1126/science.7661899. PMID  7661899.
  19. ^ Ash EL, Sudmeier JL, De Fabo EC, et al. (1997). "رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز في الثالوث التحفيزي للبروتينات السيرينية؟ النظرية مقابل التجربة". مجلة العلوم . 278 (5340): 1128–32. رمز Bibcode :1997Sci...278.1128A. doi :10.1126/science.278.5340.1128. PMID  9353195.
  20. ^ Agback P, Agback T (2018). "دليل مباشر على وجود رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز في الثالوث التحفيزي لبروتيناز سيرين". Sci. Rep. 8 (1): 10078. Bibcode :2018NatSR...810078A. doi :10.1038/s41598-018-28441-7. PMC 6031666. PMID  29973622 .  
  21. ^ ab Schutz CN, Warshel A (2004). "إعادة النظر في اقتراح الرابطة الهيدروجينية ذات الحاجز المنخفض (LBHB): حالة زوج Asp... His في البروتينات السيرينية". البروتينات . 55 (3): 711–23. doi :10.1002/prot.20096. PMID  15103633. S2CID  34229297.
  22. ^ Warshel A, Papazyan A (1996). "Energy Considerations show that low-barrierhydrogen bonds do not provide a catalytic advantage over normalhydrogen bonds". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (24): 13665–70. Bibcode :1996PNAS...9313665W. doi : 10.1073/pnas.93.24.13665 . PMC 19385. PMID  8942991 .  
  23. ^ ab Rauwerdink, Alissa, and Romas J. Kazlauskas. "كيف تحفز نفس الآلية التحفيزية الأساسية 17 تفاعلًا مختلفًا: ثلاثية التحفيز السيرين-هيستيدين-أسبارتات لإنزيمات الطي α/β-هيدرولاز." ACS catalysis 5.10 (2015): 6153-6176.
  24. ^ Bhaskaran, Ayana, et al. "Enzyme inspired polymer functionalityized with an artificial catalytic triad." Polymer 225 (2021): 123735.
  25. ^ Fersht, AR; Requena, Y (1971). "Mechanism of the Chymotrypsin-Catalyzed Hydrolysis of Amides. pH Dependence of kc and Km.' Kinetic Detection of an Intermediate". J. Am. Chem. Soc . 93 (25): 7079–87. doi :10.1021/ja00754a066. PMID  5133099.
  26. ^ زيبيرج، ب؛ كاسويل، م؛ كابلو، م (1973). "بشأن التغيير المبلغ عنه في الخطوة التي تحدد المعدل في تحفيز الكيموتريبسين". مجلة الكيمياء الأمريكية 95 (8): 2734-5. doi :10.1021/ja00789a081. PMID  4694533.
  27. ^ Shafee T (2014). تطور قدرة البروتيناز الفيروسي: التطور التجريبي للتحفيز والمتانة والخصوصية (أطروحة دكتوراه). جامعة كامبريدج. doi :10.17863/CAM.16528.
  28. ^ abcdef Ekici OD, Paetzel M, Dalbey RE (2008). "البروتينات السيرينية غير التقليدية: الاختلافات في تكوين الثلاثية التحفيزية Ser/His/Asp". Protein Sci. 17 (12): 2023–37. doi :10.1110/ps.035436.108. PMC 2590910. PMID  18824507 .  
  29. ^ ab McGrath ME, Wilke ME, Higaki JN, et al. (1989). "الهياكل البلورية لاثنين من التربسينات الثيولية المصنعة". الكيمياء الحيوية . 28 (24): 9264–70. doi :10.1021/bi00450a005. PMID  2611228.
  30. ^ ab Polgár L, Asbóth B (1986). "الفرق الأساسي في المحفزات بواسطة بروتينازات السيرين والسيستين يكمن في تثبيت الشحنة في حالة الانتقال". J. Theor. Biol. 121 (3): 323–6. Bibcode :1986JThBi.121..323P. doi :10.1016/s0022-5193(86)80111-4. PMID  3540454.
  31. ^ abcd Brandt W, Wessjohann LA (2005). "الدور الوظيفي للسيلينوسيستين (Sec) في آلية تحفيز اختزالات الثيوريدوكسين الكبيرة: اقتراح ثالوث تحفيزي تبادلي يتضمن حالة Sec-His-Glu". ChemBioChem . 6 (2): 386–94. doi :10.1002/cbic.200400276. PMID  15651042. S2CID  25575160.
  32. ^ بولر، أندرو ر.، وكريج أ. تاونسند. "القيود التطورية الجوهرية على بنية البروتياز، وأسيلة الإنزيم، وهوية الثالوث التحفيزي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 110.8 (2013): E653-E661.
  33. ^ Damblon C, Raquet X, Lian LY, et al. (1996). "الآلية التحفيزية للبيتا لاكتاماز: معايرة الرنين المغناطيسي النووي لبقايا اللايسين في الموقع النشط لإنزيم TEM-1". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (5): 1747–52. Bibcode :1996PNAS...93.1747D. doi : 10.1073/pnas.93.5.1747 . PMC 39852 . PMID  8700829.  
  34. ^ Jelsch C, Lenfant F, Masson JM, et al. (1992). "Beta-lactamase TEM1 of E. coli. Crystal structure determination at 2.5 A resolution". FEBS Lett. 299 (2): 135–42. doi : 10.1016/0014-5793(92)80232-6 . PMID  1544485.
  35. ^ abc Brannigan JA, Dodson G, Duggleby HJ, et al. (1995). "إطار تحفيزي بروتيني به نواة محبة للنيتروجين من الطرف الأميني قادر على التنشيط الذاتي". Nature . 378 (6555): 416–9. Bibcode :1995Natur.378..416B. doi :10.1038/378416a0. PMID  7477383. S2CID  4277904.
  36. ^ abc Cheng H, Grishin NV (2005). "DOM-fold: a structure with crossing loops found in DmpA, ornithine acetyltransferase, and molybdenum cofactor-binding domain". Protein Sci. 14 (7): 1902–10. doi :10.1110/ps.051364905. PMC 2253344 . PMID  15937278.  
  37. ^ Qiu, X., Culp, JS, DiLella, AG, Hellmig, B., Hoog, SS, Janson, CA, ... & Abdel-Meguid, SS (1996). الطية الفريدة والموقع النشط في بروتياز الفيروس المضخم للخلايا. مجلة الطبيعة، 383(6597)، 275-279.
  38. ^ Sun Y, Yin S, Feng Y, et al. (2014). "الأساس الجزيئي لتحفيز القاعدة العامة لثلاثية تحفيز α/β-hydrolase". J. Biol. Chem. 289 (22): 15867–79. doi : 10.1074/jbc.m113.535641 . PMC 4140940. PMID  24737327 .  
  39. ^ abc Rauwerdink A, Kazlauskas RJ (2015). "كيف تحفز نفس الآلية التحفيزية الأساسية 17 تفاعلًا مختلفًا: ثلاثية التحفيز السيرين-هيستيدين-أسبارتات لإنزيمات الطي ألفا/بيتا-هيدرولاز". ACS Catal. 5 (10): 6153–6176. doi :10.1021/acscatal.5b01539. PMC 5455348. PMID  28580193 .  
  40. ^ Sinha, P., & Yadav, AK (2023). تحديد مشتقات السيكلوسبورين كمثبطات محتملة لـ RdRp للفيروس العجلية عن طريق الالتحام الجزيئي والدراسات الديناميكية الجزيئية. مجلة البنية والديناميكيات الجزيئية الحيوية، 42(10)، 5001-5014. https://doi.org/10.1080/07391102.2023.2239918
  41. ^ Beveridge AJ (1996). "دراسة نظرية للمواقع النشطة للباباين وتربسين الفئران S195C: الآثار المترتبة على انخفاض تفاعلية بروتينازات السيرين الطافرة". Protein Sci. 5 (7): 1355–65. doi :10.1002/pro.5560050714. PMC 2143470. PMID  8819168 .  
  42. ^ Allen MD, Buchberger A, Bycroft M (2006). "يعمل مجال PUB كوحدة ربط p97 في إنزيم الببتيد البشري N-glycanase". J. Biol. Chem. 281 (35): 25502–8. doi : 10.1074/jbc.M601173200 . PMID  16807242.
  43. ^ abc Sanchez-Pulido L, Ponting CP (2016). "Vasohibins: new transglutaminase-like cytoine proteases possession a non-canonical Cys-His-Ser catalytic triad". Bioinformatics . 32 (10): 1441–5. doi :10.1093/bioinformatics/btv761. PMC 4866520. PMID  26794318 . 
  44. ^ Sato Y, Sonoda H (2007). "عائلة الفازوهيبين: نظام تنظيمي سلبي لتكوين الأوعية الدموية مبرمج وراثيًا في الخلايا البطانية". Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 27 (1): 37–41. doi : 10.1161/01.atv.0000252062.48280.61 . PMID  17095714.
  45. ^ ab Shin S, Yun YS, Koo HM, et al. (2003). "توصيف ثلاثية تحفيزية جديدة Ser-cisSer-Lys بالمقارنة مع ثلاثية Ser-His-Asp الكلاسيكية". J. Biol. Chem. 278 (27): 24937–43. doi : 10.1074/jbc.M302156200 . PMID  12711609.
  46. ^ Cerqueira NM, Moorthy H, Fernandes PA, et al. (2017). "آلية عمل الثالوث الحفزي Ser-(cis)Ser-Lys لأميدازات الببتيد". Phys. Chem. Chem. Phys. 19 (19): 12343–12354. Bibcode :2017PCCP...1912343C. doi :10.1039/C7CP00277G. PMID  28453015. مؤرشف من الأصل في 2017-12-24 . تم الاسترجاع في 2017-12-24 .
  47. ^ Toscano MD, Woycechowsky KJ, Hilvert D (2007). "إعادة تصميم الموقع النشط البسيط: تعليم الإنزيمات القديمة حيلًا جديدة". Angew. Chem. 46 (18): 3212–36. doi :10.1002/anie.200604205. PMID  17450624.
  48. ^ كيربي، أنتوني ج. "محاكاة الإنزيمات". مفاهيم تحفيزية في الكيمياء (2000): 339-353.
  49. ^ Abrahmsén L, Tom J, Burnier J, et al. (1991). "هندسة السوبتيليزين ومواده الأساسية لربط الروابط الببتيدية بكفاءة في المحلول المائي". الكيمياء الحيوية . 30 (17): 4151–9. CiteSeerX 10.1.1.461.9606 . doi :10.1021/bi00231a007. PMID  2021606. 
  50. ^ جاكسون دي واي، بيرنير جيه، كوان سي، وآخرون (1994). "ربطة ببتيد مصممة للتخليق الكامل للريبونوكلياز أ مع بقايا تحفيزية غير طبيعية". ساينس . 266 (5183): 243–7. رمز Bibcode :1994Sci...266..243J. doi :10.1126/science.7939659. JSTOR  2884761. PMID  7939659.
  51. ^ ab Syed R, Wu ZP, Hogle JM, et al. (1993). "البنية البلورية للسيلينوسوبتيليزين بدقة 2.0-A". الكيمياء الحيوية . 32 (24): 6157–64. doi :10.1021/bi00075a007. PMID  8512925.
  52. ^ ab Mao S, Dong Z, Liu J, et al. (2005). "تيلوروسوبتيليزين شبه صناعي مع نشاط بيروكسيداز الجلوتاثيون". J. Am. Chem. Soc. 127 (33): 11588–9. doi :10.1021/ja052451v. PMID  16104720.
  53. ^ Devillanova FA, Du Mont WW (2013). Handbook of Chalcogen Chemistry . المجلد 1: آفاق جديدة في الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم (الطبعة الثانية). كامبريدج: RSC . ISBN 9781849736237. OCLC  868953797.
  54. ^ بورووشيان م (2010). "الكيمياء الكهربائية للكالكوجينات". الكيمياء الكهربائية للكالكوجينيدات المعدنية . دراسات في الكيمياء الكهربائية. برلين، هايدلبرغ: سبرينغر. ص 57-75. doi :10.1007/978-3-642-03967-6_2. ISBN 9783642039669.
  55. ^ abc Shafee T, Gatti-Lafranconi P, Minter R, et al. (2015). "Handicap-Recover Evolution Leads to a Chemically Versatile, Nucleophile-Permissive Protease". ChemBioChem . 16 (13): 1866–9. doi :10.1002/cbic.201500295. PMC 4576821. PMID  26097079 . 
  56. ^ Okochi N, Kato-Murai M, Kadonosono T, et al. (2007). "تصميم ثلاثية تحفيزية شبيهة بالبروتيناز السيريني على سلسلة خفيفة من الأجسام المضادة معروضة على سطح خلية الخميرة". Appl. Microbiol. Biotechnol. 77 (3): 597–603. doi :10.1007/s00253-007-1197-0. PMID  17899065. S2CID  35590920.
  57. ^ Rajagopalan S, Wang C, Yu K, et al. (2014). "تصميم ثلاثيات تحفيزية تحتوي على سيرين منشطة بدقة على المستوى الذري". Nat. Chem. Biol. 10 (5): 386–91. doi :10.1038/nchembio.1498. PMC 4048123. PMID  24705591 .  
  58. ^ Bhowmick D, Mugesh G (2015). "يؤدي إدخال ثلاثي محفز إلى زيادة نشاط بيروكسيداز الجلوتاثيون الشبيه بثنائي أريل سيلينيد". Org. Biomol. Chem. 13 (34): 9072–82. doi :10.1039/C5OB01294E. PMID  26220806.
  59. ^ Bhowmick D, Mugesh G (2015). "Insights into the catalytic mechanism of synthetic glutathione peroxidase mimetics". Org. Biomol. Chem. 13 (41): 10262–72. doi :10.1039/c5ob01665g. PMID  26372527.
  60. ^ Nothling MD, Ganesan A, Condic-Jurkic K, et al. (2017). "Simple Design of an Enzyme-Inspired Supported Catalyst Based on a Catalytic Triad". Chem . 2 (5): 732–745. Bibcode :2017Chem....2..732N. doi : 10.1016/j.chempr.2017.04.004 .
  61. ^ Gulseren G, Khalily MA, Tekinay AB, et al. (2016). "Catalytic supramolecular self-assembled peptide nanostructures for ester hydrolysis". J. Mater. Chem. B. 4 ( 26): 4605–4611. doi :10.1039/c6tb00795c. hdl : 11693/36666 . PMID  32263403.
  62. ^ Halabi N, Rivoire O, Leibler S, et al. (2009). "Protein sector: evolutionary units of three-dimensional structure". Cell . 138 (4): 774–86. doi :10.1016/j.cell.2009.07.038. PMC 3210731. PMID  19703402 . 
  63. ^ Murzin AG (1998). "إلى أي مدى يصل التطور المتباعد في البروتينات". الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي . 8 (3): 380-387. doi :10.1016/S0959-440X(98)80073-0. PMID  9666335.
  64. ^ Gerlt JA, Babbitt PC (2001). "التطور المتباين للوظيفة الأنزيمية: العائلات الفائقة المتنوعة ميكانيكيًا والعائلات الفائقة المتميزة وظيفيًا". Annu. Rev. Biochem. 70 (1): 209–46. doi :10.1146/annurev.biochem.70.1.209. PMID  11395407.
  65. ^ Murphy JM, Farhan H, Eyers PA (2017). "Bio-Zombie: the rise of pseudoenzymes in biology". Biochem. Soc. Trans. 45 (2): 537–544. doi :10.1042/bst20160400. PMID  28408493.
  66. ^ Stehle F, Brandt W, Stubbs MT, et al. (2009). "Sinapoyltransferases in the light of molecular evolution". Phytochemistry . Evolution of Metabolic Diversity. 70 (15–16): 1652–62. Bibcode :2009PChem..70.1652S. doi :10.1016/j.phytochem.2009.07.023. PMID  19695650.
  67. ^ Dimitriou PS، Denesyuk A، Takahashi S، وآخرون (2017). "Alpha/beta-hydrolases: A unique structure motif formats catalytic acid residue in 40 protein fold families". البروتينات . 85 (10): 1845–1855. doi :10.1002/prot.25338. PMID  28643343. S2CID  25363240.
  68. ^ Smith JL (1998). "Glutamine PRPP amidotransferase: snapshots of an enzyme in action". Current Opinion in Structural Biology . 8 (6): 686–94. doi :10.1016/s0959-440x(98)80087-0. PMID  9914248.
  69. ^ Smith JL, Zaluzec EJ, Wery JP, et al. (1994). "بنية الإنزيم التنظيمي غير التآزري لتخليق البيورين". مجلة العلوم . 264 (5164): 1427–33. رمز Bibcode :1994Sci...264.1427S. doi :10.1126/science.8197456. PMID  8197456.
  70. ^ "عشائر النوع التحفيزي المختلط (C, S, T)". www.ebi.ac.uk . MEROPS . تم الاسترجاع في 20 ديسمبر 2018 .
  71. ^ ab Fischer K, Reynolds SL (2015). "Pseudoproteases: mechanisms and function". Biochem. J. 468 (1): 17–24. doi :10.1042/BJ20141506. PMID  25940733.
  72. ^ تود إيه إي، أورينجو سي إيه، ثورنتون جيه إم (2002). "الاختلافات في التسلسل والبنية بين نظائر الإنزيم وغير الإنزيمية". هيكل . 10 (10): 1435–51. doi : 10.1016/s0969-2126(02)00861-4 . PMID  12377129.
  73. ^ Iversen LF, Kastrup JS, Bjørn SE, et al. (1997). "بنية HBP، بروتين متعدد الوظائف مع طيات بروتيناز السيرين". Nat. Struct. Biol. 4 (4): 265–8. doi :10.1038/nsb0497-265. PMID  9095193. S2CID  19949043.
  74. ^ Zettl M, Adrain C, Strisovsky K, et al. (2011). "تستخدم البروتينات الكاذبة من عائلة المعينات آلية مراقبة الجودة في الشبكة الإندوبلازمية لتنظيم الإشارات بين الخلايا". Cell . 145 (1): 79–91. doi :10.1016/j.cell.2011.02.047. PMC 3149277. PMID  21439629 . 
  75. ^ Lemberg MK, Adrain C (2016). "البروتينات المعينية غير النشطة: آليات جديدة ذات آثار على الصحة والمرض". ندوة. علم الأحياء الخلوي. 60 : 29-37. doi :10.1016/j.semcdb.2016.06.022. hdl : 10400.7/759 . PMID  27378062.
  76. ^ Cheng CY, Morris I, Bardin CW (1993). "Testins Are Structurally Related to the Mouse Cysteine ​​Proteinase Precursor But Devough of Any Protease/Anti-Protease Activity". الكيمياء الحيوية. فيزياء البحوث المجتمعية. 191 (1): 224–231. doi :10.1006/bbrc.1993.1206. PMID  8447824.
  77. ^ Pelc LA, Chen Z, Gohara DW, et al. (2015). "لماذا يعمل Ser وليس Thr كوسطاء تحفيز في طية التربسين". الكيمياء الحيوية . 54 (7): 1457–64. doi :10.1021/acs.biochem.5b00014. PMC 4342846. PMID  25664608 . 

تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ثالوث_تحفيزي&oldid=1256527295"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate