Протеазы: дикие, таинственные, разрушительные. Что это за таинственные вещества, разоряющие ваш драгоценный лизат?
Приготовьтесь к биохимическому воспоминанию: в этой статье мы объясним, что и как из протеаз и ингибиторов протеазы, и сделаем это с помощью таких фраз, как «обратимое конкурентное торможение» и «зимоген».
Протеазы: хорошие, плохие, гидролитические
Все организмы имеют протеолитические и фосфорилирующие ферменты. Ты. Я. Helicoverpa armigera. Хотя они участвуют во всем, от защиты хозяина и заживления ран до вирусной репликации, протеазы могут быть разбиты на два лагеря в зависимости от того, что находится в их активном центре и как они взаимодействуют с целевым пептидным связующим звеном. Первый лагерь гидролизует связь через нуклеофильную активацию серина, треонина или цистеина в его активном центре. Второй, в который входят аспартовые, глутаминовые и металлопротеазы, предпочитает активировать саму воду для гидролиза.
Эти аккуратные лагеря ломаются под вопросом о предпочтительных целях и сродстве субстрата. Несмотря на то, что все протеазы серина в первом лагере согласны с тем, что активный серин превосходит плебейский цистеин, у них все еще есть напряженные семейные ужины из-за различных целевых предпочтений и структуры каждой протеазы. Эти структурные различия определяют специфику протеазы в том, где она будет атаковать: терминальный гидролиз для экзопептидозов, внутренний гидролиз для эндопептидозов. Хотя экзопептидазы выбирают только конечную амино или карбоксил, эндопептидазы славно придирчивы. Чтобы привести пример с серином, наш друг трипсин гидролизует на карбоксильной стороне положительно заряженного аргинина или лизина, если только за ними не следует пролин. И пока его приятель химотрипсин также протеаза серина, химотрипсин просто не прикасается к аргинину или лизину и действительно как раз предпочитает ароматику как тирозин, триптофан, или фенилаланин.
Последняя вещь, которую хочет клетка, это эти ферменты, бушующие волей-неволей через цитоплазму, жующие не по назначению, и в целом ведущие себя как поклонники футбола. Регуляция и сегрегация — основные подходы клетки к работе с этими ферментами: регуляция, например, удержание их в неактивном состоянии прекурсора («зимоген») и сегрегация по лизосомам или секреторным путям, среди прочих мест.
Ингибиторы: Ты не можешь остановиться только на одном
Весь этот химический лизис, соскребание, ультразвук и замораживание-оттаивание, которые вы проводите, ввергают всю систему в хаос. Ни одна пептидная связь не безопасна! Эксопептидазы атакуют концы цепей аминокислот, в то время как эндопептидазы гидролизуют их внутренние связи. Киназы фосфорилат и дефосфорилат по желанию. Удачи в количественном определении NOS-индукции или в создании аргументов в пользу активации p53 Western. Без ингибиторов ваши результаты будут противоречивыми, ваши лабораторные встречи будут мучительными, а выпускной день — несбыточной мечтой.
К сожалению, нет ингибитора Вундеркинда, который удаляет все протеазы, останавливает каждое событие фосфорилирования, и делает некоторые легкие уборки о центрифугах. Нужен «коктейль» подходов, чтобы предотвратить протеолиз. Ингибиторы протеазы могут действовать необратимо и обратимо — под давлением, и могут быть чем угодно, начиная от маленьких молекул, таких как фторид натрия, и заканчивая большими полипептидными аналогами собственных микробных ингибиторов эволюции. Они могут конкурировать с субстратами за активный сайт — иногда разрушая сайт в процессе — или эгоистично накапливать драгоценные, ценные катионы, необходимые для функционирования протеазы.
Конкурентные ингибиторы действуют, связываясь подобно субстрату с активным сайтом, чтобы заблокировать его, или связывая и уничтожая его посредством таких модификаций, как этерификация. Многие крупные конкурирующие ингибиторы увеличивают свое сродство и специфичность путем связывания с упускаемыми из виду областями цветения, соседствующими с активным сайтом. Скорее всего, вы уже сталкивались с конкурентными ингибиторами. Они включают в себя все виды, от апротинина, полипептидной сериновой протеазы 6 кДа, которая обратима, если вежливо попросить при экстремальном значении pH, до ортованадата натрия, маленькой молекулы, которая ингибирует постоянно доверчивые фосфотирозилфосфатазы белка.
В отличие от них, маленькие хелаторы используют преимущества своего повышенного сродства к ионам металла, чтобы с ними больше никто не мог реагировать. Это важно, потому что металлопротеазы нуждаются в цинке, магнии, марганце, кальции или даже кобальте в их активном месте, чтобы активировать воду для гидролиза пептидных связей для выполнения своих ежеквартальных задач по гидролизу.
Заключение: Чтобы победить протеазу, вы должны стать протеазой.
Протеазы являются лишь некоторыми из разрушительных сил для лизатов клетки, и ингибиторы протеазы являются одним из способов, что умный ученый может, как дзюдоист, повернуть вселенную против себя. Для получения более подробной информации о том, как избивать вселенную, ознакомьтесь с книгой Эмили Кроу «Как сохранить ваши образцы в западном блоттинге», книгой Джода Планка «Рационализация ваших западных блотов», а также с этими руководствами по ингибированию протеазы от Abcam и Pierce.
Добавить комментарий