結構生物化學/酶/天冬氨酸蛋白酶
天冬氨酸蛋白酶是一種真核蛋白酶,它利用天冬氨酸殘基催化肽底物。它通常在酸性 pH 範圍內,可被胃蛋白酶抑制劑抑制。天冬氨酸蛋白酶的一些例子包括胃蛋白酶、組織蛋白酶和腎素。它存在於脊椎動物、植物、植物病毒和逆轉錄病毒中。它有一個 Asp- Thr- Gly 序列。它通常表現為具有二倍對稱性的單體酶,並且具有具有 N 端和 C 端的三級結構。
在天冬氨酸蛋白酶的活性位點,存在兩個天冬氨酸殘基,它們共同促進一個水分子攻擊肽鍵。其中一個天冬氨酸殘基(圖中左側,去質子化形式)透過吸引水分子中的氫原子來活化水分子。另一個天冬氨酸殘基(圖中右側,質子化形式)會極化肽上的羰基,使其更容易受到攻擊。其中一個天冬氨酸通常具有較低的 pKa 值。

腎素是一種支援血壓調節的酶,是這一類酶的重要成員(Berg,第七版)
腎素是由腎臟的球旁細胞合成、儲存和分泌的一種蛋白水解酶;它透過催化血漿糖蛋白血管緊張素原轉化為血管緊張素 I 來調節血壓。這反過來又會被存在於肺部相對高濃度的一種酶轉化為血管緊張素 II。血管緊張素 II 是已知的最有效的血管收縮劑之一,也是醛固酮分泌的強有力刺激物。胃蛋白酶是一種存在於胃液中的消化酶,它催化蛋白質分解為肽。胃蛋白酶是消化系統中三種蛋白質降解或蛋白水解酶之一;另外兩種是胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶。這三種酶協同作用將蛋白質分解為肽和氨基酸,這些肽和氨基酸可以被腸道內壁容易地吸收。胃蛋白酶最有效地切割苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸的鍵。
HIV 蛋白酶是天冬氨酸蛋白酶的一個例子。這種蛋白酶是一種二聚體,由兩個相同的亞基組成。作為天冬氨酸蛋白酶家族的一員,它包含兩個位於結合口袋底部的對稱排列的天冬氨酸殘基。這種蛋白酶的功能是將病毒蛋白的結構域切割成動態形式。這些形式擴散病毒。這個過程可以透過使用 HIV 蛋白酶抑制劑來阻止,這些抑制劑會攻擊HIV 蛋白酶,與它結合,並阻止結構域的切割。印地那韋就是一個例子。印地那韋用於治療 HIV 感染和艾滋病,是醫學上使用最成功的蛋白酶抑制劑之一。
洛匹那韋也是一種 HIV 蛋白酶抑制劑。圖中顯示了與洛匹那韋結合的 HIV-1 蛋白酶結構。羥基作為過渡類似物,模擬四面體中間體的氧原子。位於羥基旁邊的苄基有助於將藥物正確定位在活性位點。
