Subtylizyna
| Peptydaza S8, związana z subtylizyną | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 S8 + I9 (prawy dolny róg), Bacillus subtilis ()
| |||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | Peptydaza_S8 | ||||||||
| Pfam | PF00082 | ||||||||
| InterPro | IPR015500 | ||||||||
| PROZYTA | PDOC00125 | ||||||||
| CATH | 1cse | ||||||||
| SCOP2 | 1cse / ZAKRES / SUPFAM | ||||||||
| CDD | cd07477 | ||||||||
| |||||||||
| Subtylizyna BPN' | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Struktura krystaliczna domeny subtylizyny S8.
| |||||||
| Identyfikatory | |||||||
| Organizm | |||||||
| Symbol | kwiecień | ||||||
| numer CAS | 9014-01-1 | ||||||
| Entrez | 5712479 | ||||||
| WPB | 1st2 Więcej struktur | ||||||
| UniProt | P00782 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| numer WE | 3.4.21.62 | ||||||
| |||||||
| GO:0004252 | |||||||
Subtylizyna jest proteazą ( enzymem trawiącym białka ) początkowo otrzymaną z Bacillus subtilis .
Subtylizyny należą do subtilaz , grupy proteaz serynowych , które – jak wszystkie proteazy serynowe – inicjują atak nukleofilowy na wiązanie peptydowe (amidowe) poprzez resztę serynową w miejscu aktywnym . Subtylizyny zazwyczaj mają masę cząsteczkową 27 kDa. Można je uzyskać z niektórych rodzajów bakterii glebowych , na przykład Bacillus amyloliquefaciens , z których są wydzielane w dużych ilościach.
Nomenklatura
Subtylizyna jest również znana w handlu jako Alcalase® , Endocut-02L , ALK-enzym , bacillopeptydaza , Bacillus subtilis alkaliczna proteinaza biopraza , bioprasa AL , kolistynaza , genenaza I , Esperase® , maxataza , proteaza XXVII , termoaza , superaza , subtylizyna DY , subtylopeptydaza , SP 266 , Savinase® , Savinase® Evity, kazusase , proteaza VIII , protin A 3L , orientaza 10B , proteaza S, Progress® Uno, Liquanase® Evity®, Progress® Excel. Jest to typ endopeptydazy serynowej z rodziny MEROPS S8.
Struktura
Strukturę subtylizyny określono za pomocą krystalografii rentgenowskiej . Dojrzała postać to kuliste białko składające się z 275 reszt z kilkoma alfa-helisami i dużym arkuszem beta . N-końc zawiera propetydową domenę I9 ( InterPro : IPR010259 ), która wspomaga fałdowanie subtylizyny. Proteolityczne usunięcie domeny aktywuje enzym. Nie jest strukturalnie spokrewniony z chymotrypsyny proteaz serynowych, ale wykorzystuje ten sam typ triady katalitycznej w miejscu aktywnym . To sprawia, że jest to klasyczny przykład ewolucji zbieżnej .
Mechanizm katalizy
W miejscu aktywnym znajduje się sieć przekaźników ładunku obejmująca Asp-32, His-64 i miejsce aktywne Ser-221 ułożone w katalityczną triadę . Sieć przekaźnika ładunku działa w następujący sposób: karboksylanowy łańcuch boczny Asp-32 wiąże się wiązaniami wodorowymi z protonem związanym z azotem na imidazolowym His-64 . Jest to możliwe, ponieważ Asp jest naładowany ujemnie w fizjologicznym pH . Drugi azot na His-64 wiąże się wiązaniami wodorowymi z protonem OH Ser-221. Ta ostatnia interakcja powoduje rozdzielenie ładunku OH, przy czym atom tlenu jest bardziej nukleofilowy. Pozwala to atomowi tlenu Ser-221 atakować nadchodzące substraty (tj. wiązania peptydowe), wspomagane przez sąsiedni karboksyamidowy łańcuch boczny Asn-155.
Chociaż Asp-32, His-64 i Ser-221 są sekwencyjnie daleko od siebie, zbiegają się w strukturze 3D , tworząc miejsce aktywne.
Podsumowując opisane powyżej interakcje, Ser-221 działa jak nukleofil i rozszczepia wiązania peptydowe swoim częściowo ujemnym atomem tlenu. Jest to możliwe ze względu na charakter miejsca przekazywania ładunku subtylizyny.
Aplikacje
Narzędziem badawczym
W biologii molekularnej wykorzystującej B. subtilis jako organizm modelowy , gen kodujący subtilizynę ( aprE ) jest często drugim genem z wyboru po amyE do integracji konstruktów reporterowych, ze względu na jego zbędność.
Handlowy
modyfikowane białkami są szeroko stosowane w produktach handlowych (natywny enzym jest łatwo inaktywowany przez detergenty i wysokie temperatury) i są również nazywane usuwaczami plam, na przykład w detergentach do prania i zmywania naczyń, kosmetykach, produktach do przetwórstwa spożywczego , produktach do pielęgnacji skóry , kontaktach środków do czyszczenia soczewek oraz do badań w dziedzinie syntetycznej chemii organicznej .
Bezpieczeństwo i higiena pracy
Ludzie mogą być narażeni na subtylizynę w miejscu pracy poprzez wdychanie jej, połykanie, kontakt ze skórą i kontakt wzrokowy. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH) ustalił zalecaną wartość graniczną narażenia (REL) na 60 ng/m 3 w okresie 60 minut.
Subtylizyna może powodować „enzymatyczną astmę detergentową”. Osoby wrażliwe na subtilizynę (alkalazę) zwykle są również uczulone na bakterie Bacillus subtilis .
