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結構生物化學/酶/催化三聯體和S1口袋

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催化三聯體

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胰凝乳蛋白酶中的催化三聯體

催化三聯體是一組三種氨基酸,存在於某些參與催化的蛋白酶的活性位點。三種具有催化三聯體的不同蛋白酶是:胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶。在胰凝乳蛋白酶中,催化三聯體由絲氨酸195、組氨酸57和天冬氨酸102組成。絲氨酸的側鏈與組氨酸殘基的咪唑環結合,在底物存在的情況下,組氨酸從絲氨酸接受質子形成強烷氧負離子親核試劑進行進攻。天冬氨酸殘基透過氫鍵和靜電作用使組氨酸取向,使其成為更好的質子受體。這種協同作用的結果不僅帶來了更好的取向和穩定性,而且產生了能夠進行進攻的足夠強的親核試劑。

檢索自"https://wikibook.tw/wiki/Structural_Biochemistry/Enzyme/Catalytic_Triad"

催化二聯體

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與上面描述的催化三聯體相比,催化二聯體僅包含兩個氨基酸殘基,通常一個充當親核試劑,另一個充當質子供體以穩定產物。一個眾所周知的例子是HIV-1蛋白酶,其中活性位點由兩個天冬氨酸殘基(Asp25和Asp25')形成,一個以去質子化的羧酸根形式存在,另一個以質子化的羧酸形式存在。

胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶的S1口袋。

S1口袋有助於解釋為什麼胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶切割某些肽鍵。S1口袋是一個深疏水口袋,允許苯丙氨酸和色氨酸等長而中性的氨基酸進入胰凝乳蛋白酶。在S1口袋中的結合使相鄰的肽鍵位於活性位點以進行切割。胰蛋白酶切割精氨酸和賴氨酸之後的肽鍵,它們是具有長而帶正電荷側鏈的氨基酸,因為它的S1口袋包含帶負電荷的天冬氨酸,它吸引並穩定底物中精氨酸和賴氨酸的帶正電荷側鏈。彈性蛋白酶切割丙氨酸和絲氨酸等具有小側鏈的氨基酸之後的肽鍵,因為它的S1口袋有兩個龐大的纈氨酸殘基,這減小了口袋開口的大小,因此只有小的側鏈才能進入。

蛋白酶-底物相互作用的特異性命名法

在右側的圖中,它顯示了一些蛋白酶可能具有更復雜的特異性模式。它們表面有更多口袋來識別底物上的其他基團。與酶結合的底物是P基團,以紅色著色,它們與藍色標記的酶結合。醯胺鍵是碳和氮之間的紅色鍵,也被稱為參考點。

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