e10-1天冬氨酸蛋白酶與金屬蛋白酶

1、el 0-1天冬氨酸蛋白酶與金屬蛋白酶天冬氨酸蛋白酶的催化機(jī)制一般可分為以下幾步:.水和多肽底物進(jìn)入兩重對(duì)稱(chēng)的活性中心。進(jìn)入活性中心Asp 32OHOCaNH-H?!OAsp 215CaNH Pi-ip/ Aq0 NH-ip A。弋 NHYhAsp 215.兩個(gè)Asp殘基的竣基具有不同的pKa。pKa高的Asp殘基（Asp32）上的竣基作為廣義堿從水分子中抽取一個(gè)質(zhì)子，隨之產(chǎn)生的OH-親核進(jìn)攻肽鍵上的堤基碳，形成氧負(fù)離子。氧負(fù)離子再轉(zhuǎn)而親核進(jìn)攻活性中心pKa低的Asp215殘基上的竣基,從中奪取質(zhì)子，于是pKa低的Asp殘基充當(dāng)廣義酸，為氧負(fù)離子提供質(zhì)子，形成四面體狀中間物。Asp 32O O

2、HAsp 215. Asp32和Asp215相互之間進(jìn)行酸堿反響，質(zhì)子從Asp32傳至U Asp215oAsp 32Asp 215Asp 32CaN OH/I1 HN。丫。HAsp 215Asp 32Asp 320一HCaN OH-ip/ Xd1HO jaHN0、,OH.Asp32和Asp215的酸堿催化導(dǎo)致四面體中間物的拆分，產(chǎn)物得以釋放。最后Asp32和Asp215再次進(jìn)行質(zhì)子交換，從而使得它們各自回到催化前的狀態(tài)。屬于金屬蛋白酶的有：嗜熱菌蛋白酶(thennolysin)竣肽酶A (carboxypeptidsase A,CPA)和B,這里以CPA為例簡(jiǎn)要說(shuō)明它們的催化機(jī)理。CPA主要催

3、化肽鏈C-端為芳香族氨基酸或側(cè)鏈較大的脂肪族氨基酸殘基的水解。它屬于使用Zn2+進(jìn)行催化的水解酶家族的一員，屬于這一家族的水解酶還有血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angiotensin converting enzyme)、膠原酶(collagenase)和某些細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases, MMP）。圖elO-l(l)竣肽酶A疏水口袋與底物的結(jié)合以及作為廣義堿催化的G1U270CPA的特異性由其活性中心的形狀和化學(xué)性質(zhì)決定，多肽底物結(jié)合在疏水口袋之中。疏水口袋特別適合容納C-端為芳香族或較大的脂肪酸氨基酸的側(cè)鏈。參與對(duì)多肽底物C-端 氨基酸殘基選擇的有Asnl4

4、4、Argl45和Tyr248,它們與末端竣基以氫鍵結(jié)合圖elO-l(l)。 CPA的兩個(gè)催化基團(tuán)一個(gè)是Glu270,另一個(gè)Zn2+,它們直接參與水解反響。Glu270作為一 個(gè)廣義堿，激活作為弱親核進(jìn)攻試劑的水分子，或者自己作為親核基團(tuán)直接進(jìn)攻肽鍵上的堤 基碳；Zd+與CPA分子上的三個(gè)氨基酸殘基His69、Hisl96和Glu72配位結(jié)合，如果沒(méi) 有底物，那么還有一個(gè)水分子會(huì)與ZM+配位結(jié)合，這個(gè)水分子很可能就是參與水解的。如果有 底物，Z/+就與底物C-端肽鍵上的皴基氧結(jié)合，產(chǎn)生臨近和穩(wěn)定效應(yīng)。關(guān)于兩個(gè)催化基團(tuán)催化確實(shí)切機(jī)制還有爭(zhēng)議圖el0-l(2), 一種觀點(diǎn)認(rèn)為(機(jī)制A), GE270直接作為親核催化劑，進(jìn)攻肽鍵的被基碳，導(dǎo)致竣酸酎中間物的形成，而Z/+是作 為親電催化劑將底物水分子“抓”到中間物旁邊；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為(機(jī)制B), G1U270和ZN+ 分別作為廣義堿和Lewis酸