定義

絲氨酸蛋白酶是蛋白酶，在活性位點具有絲氨酸，一種氨基酸。它們在人體中的主要功能是消化，但它們也在原核生物和真核生物的炎症、血液凝固和免疫系統等過程中發揮作用。絲氨酸蛋白酶根據其結構進行分組。絲氨酸蛋白酶的主要類別包括α-水解酶、β-水解酶和訊號肽酶。絲氨酸蛋白酶是催化酯或醯胺水解的酶。該反應涉及Ser-195的羥基的醯化反應。由於酶的活性位點與反應的過渡態互補，因此底物透過攻擊Ser-195上的底物羧基形成四面體中間體。

蛋白酶、蛋白酶、肽酶描述的是同一組催化共價肽鍵水解的酶。絲氨酸蛋白酶被分為具有結構同源性的家族，然後進一步細分為具有緊密序列同源性的家族。對於絲氨酸蛋白酶，蛋白酶的機制是基於絲氨酸對目標肽鍵的親核攻擊。

與天冬氨酸或金屬相關的半胱氨酸、蘇氨酸或水分子也可能起這種作用。在許多情況下，該基團的親核性質透過一個組氨酸的存在而得到改善，該組氨酸被一個天冬氨酸保持在“質子供體狀態”。絲氨酸、組氨酸和天冬氨酸的排列側鏈構成了大多數絲氨酸蛋白酶共有的催化三聯體。

絲氨酸蛋白酶的活性位點呈裂縫狀，多肽底物在此處結合。Schechter 和 Berger [1] 對多肽底物從 N 端到 C 端的氨基酸殘基進行標記（Pi, ..., P3, P2, P1, P1', P2', P3', ..., Pj）以及它們各自的結合亞位點 Si,..., S3, S2, S1, S1', S2', S3',..., Sj）。裂解在 P1 和 P1' 之間催化。

許多蛋白酶以非活性形式合成和分泌，稱為酶原，隨後透過蛋白水解啟用。這改變了酶活性位點的結構。

一些例子是：胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和彈性蛋白酶。

胰凝乳蛋白酶

以非活性酶原（胰凝乳蛋白酶原）合成

形成關鍵的醯基-酶中間體

催化殘基是 Ser195 和 His57

X 射線結構

約 240 個殘基的單體蛋白，4 個二硫鍵

兩個摺疊域，具有反平行 β 片（桶狀）和少量螺旋

催化三聯體 - His57 和 Ser195 位於底物結合位點，以及 Asp102，後者埋藏在溶劑不可及的口袋中。

胰凝乳蛋白酶 - 在疏水口袋中更喜歡大體積的 Phe、Trp 或 Tyr。

胰蛋白酶 - 在結合口袋中更喜歡 Arg 和 Lys（Ser189 被 Asp 取代）。

彈性蛋白酶 - 在其凹陷位點更喜歡 Ala、Gly、Val

催化機制

結合的底物受到親核 Ser195 的攻擊，形成過渡態複合物（四面體中間體），His57 吸收 H+，這由 Asp102 促進。

四面體中間體透過 His57（廣義酸）分解為醯基-酶中間體。

醯基-酶中間體透過上述步驟的逆反應脫醯，釋放羧酸鹽產物，H2O 是親核試劑，Ser195 是離去基團。

酶更喜歡結合過渡態，而不是米氏複合物或醯基-酶中間體形式。

催化三聯體用於在過渡態中形成低勢壘氫鍵（由疏水環境輔助）。

酶原:

非活性（酶原）形式

酶抑制劑（胰蛋白酶抑制劑）或酶原顆粒可防止啟用

活性位點發生扭曲

絲氨酸蛋白酶具有序列特異性。雖然蛋白酶啟用的級聯控制著血液凝固和補體，但其他蛋白酶參與不同的細胞或細胞外區室的訊號通路、酶啟用和降解功能。

機制