Inhibitor proteazy typu Kunitz STI
| Inhibitor trypsyny i proteazy | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Struktura inhibitora trypsyny typu Kunitza.
| |||||||||||
| Identyfikatory | |||||||||||
| Symbol | Kunitz_strączkowe | ||||||||||
| Pfam | PF00197 | ||||||||||
| InterPro | IPR002160 | ||||||||||
| PROZYTA | PDOC00255 | ||||||||||
| SCOP2 | 1 remis / ZAKRES / SUPFAM | ||||||||||
| |||||||||||
Inhibitor trypsyny z soi Kunitz to rodzaj białka zawartego w nasionach roślin strączkowych , które działa jako inhibitor proteazy . Inhibitory trypsyny sojowej typu Kunitza są zwykle specyficzne dla trypsyny lub chymotrypsyny . Uważa się, że chronią nasiona przed spożyciem przez zwierzęce drapieżniki.
Tło
W soi występują dwa rodzaje inhibitorów trypsyny: sojowy inhibitor trypsyny typu Kunitza (STI, odkryty przez Mosesa Kunitza i czasami określany skrótem KTI) oraz inhibitor Bowmana-Birka (BBI). STI jest dużym (20 100 daltonów), silnym inhibitorem trypsyny, podczas gdy BBI jest znacznie mniejszy (8000 daltonów) i hamuje zarówno trypsynę, jak i chymotrypsynę. Oba inhibitory mają znaczące działanie antyodżywcze w organizmie, wpływając na trawienie poprzez hamowanie hydrolizy białek i aktywacji innych enzymów w jelitach. STI występuje w znacznie większych stężeniach niż BBI w soi, jednak aby uzyskać najwyższą wartość odżywczą z soi, oba te inhibitory muszą zostać w jakiś sposób zdenaturowane. Doniesiono, że całe ziarna soi zawierają 17–27 mg inhibitora trypsyny na gram.
Aktywność hamowania proteazy zmniejsza się podczas gotowania soi, co prowadzi do niskiego poziomu w produktach sojowych, takich jak tofu i mleko sojowe .
Struktura
Białka z rodziny Kunitza zawierają od 170 do 200 reszt aminokwasowych oraz jedno lub dwa wewnątrzłańcuchowe wiązania dwusiarczkowe . Najlepiej zachowany region znajduje się w ich N-końcowej części. Struktury krystaliczne sojowego inhibitora trypsyny (STI), inhibitora trypsyny DE-3 z drzewa Kaffir Erythrina caffra (ETI) oraz dwufunkcyjnego inhibitora proteinazy K/alfa-amylazy z pszenicy (PK13) zostały rozwiązane, wykazując, że mają ten sam strukturę fałdów koniczyny beta , jak w przypadku interleukiny 1 i czynników wzrostu wiążących heparynę .
Pomimo podobieństwa strukturalnego, STI nie wykazuje aktywności biologicznej interleukiny-1, prawdopodobnie w wyniku rozbieżności ich sekwencji pierwszorzędowych. Aktywne miejsce hamujące zawierające wiązanie rozszczepialne znajduje się w pętli między beta-niciami 4 i 5 w STI i ETI.
Działanie i konsekwencje inhibitorów trypsyny
Inhibitory trypsyny wymagają określonej trójwymiarowej struktury, aby inaktywować trypsynę w organizmie. Wiążą się silnie z trypsyną , blokując jej miejsce aktywne i natychmiast tworząc wysoce stabilny addukt i zatrzymując trawienie niektórych białek. Trypsyna, proteaza serynowa, jest odpowiedzialna za rozszczepianie szkieletu polipeptydowego po argininie lub lizynie .
Po posiłku uwalnianie trypsynogenu jest stymulowane przez cholecystokininę i podlega specyficznej proteolizie w celu aktywacji. Wolna trypsyna jest następnie w stanie aktywować inne proteazy serynowe, takie jak chymotrypsyna , elastaza i więcej trypsyny (przez autokatalizę) lub kontynuować rozkładanie białek. Jeśli jednak obecne są inhibitory trypsyny (szczególnie STI), większość trypsyny w cyklu trawienia jest inaktywowana, a spożywane białka pozostają w całości. Skutki tego zdarzenia obejmują zaburzenia żołądkowe i przerost trzustki (proliferacja komórek) lub przerost (rozrost komórek).
Ilość inhibitorów soi jest bezpośrednio związana z ilością trypsyny, którą będzie hamować, dlatego produkt o wysokim stężeniu soi prawdopodobnie wytworzy duże wartości hamowania. W modelu szczurzym zwierzęta karmiono koncentratem białka sojowego lub bezpośrednim koncentratem STI. W obu przypadkach po tygodniu szczury wykazywały zależny od dawki wzrost masy trzustki z powodu zarówno rozrostu, jak i przerostu. Wskazuje to, że długotrwałe spożywanie diety bogatej w soję o silnym działaniu inhibitora trypsyny może powodować niepożądane skutki również u ludzi.
Inaktywacja inhibitorów trypsyny
Prowadzone są liczne badania mające na celu określenie najlepszej metody inaktywacji inhibitora. Do najbardziej skutecznych metod znalezionych do tej pory należą:
- Ciepło
- Zamrażanie
- Dodatek siarczynów
gastrociała
STI jest wysoce oporny na pepsynę , umożliwiając STI uniknięcie degradacji w żołądku, a następnie hamowanie trypsyny. Dlatego STI zostało zmodyfikowane w mimetyk przeciwciał zwany gastrociałem, mając na celu rozwiązanie problemów degradacji przeciwciał w jelitach po podaniu doustnym. Pętle STI randomizowano i selekcjonowano przez prezentację fagową pod kątem wiązania z celem będącym przedmiotem zainteresowania (toksyna z Clostridium difficile ).
Badania nad rakiem
Podczas gdy inhibitory trypsyny są powszechnie uważane za czynniki antyodżywcze w soi, obecnie prowadzone są badania nad możliwymi właściwościami przeciwrakowymi tych inhibitorów. Niektóre badania wykazały, że inhibitory proteazy mogą powodować nieodwracalne działanie hamujące wzrost komórek rakotwórczych. Jednak mechanizm nadal nie jest znany. Raki wykazujące pozytywne wyniki dla tego nowego rozwoju to rak okrężnicy, jamy ustnej, płuc, wątroby i przełyku. Nadal konieczne są dalsze badania, aby określić takie rzeczy, jak sposób dostarczania tego naturalnego czynnika przeciwnowotworowego, a także przeprowadzenie szeroko zakrojonych badań klinicznych w tej dziedzinie.
Linki zewnętrzne
- Trypsyna + Inhibitor, + Kunitz + Soja w US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- Rawlings ND, Morton FR, Kok CY, Kong J, Barrett AJ. „Rodzina inhibitorów I3 (rodzina Kunitz-P)” . MEROPS — baza danych proteazy . Źródło 2008-12-19 .
- Bassaneze V, Gozzo AJ, Nunes VA, Paiva PB, Araujo MS, Sampaio CA. „Inhibitory chorób przenoszonych drogą płciową Kunitza” . Narzędzie oparte na sieci Web/HMMer do badania inhibitorów proteazy Kunitza . Uniwersytet Federalny w Sao Paulo . Źródło 2008-12-19 .