Hvordan fordøyer trypsin protein?

Trypsin er et serinproteaseenzym som spesifikt spalter peptidbindinger på karboksylsiden av lysin- eller argininrester, bortsett fra når en av restene etterfølges av prolin. Denne spesifikke spaltningsegenskapen til trypsin gjør det til et verdifullt verktøy i proteinkjemi, spesielt i proteinsekvensering og proteomikk. Her er en trinnvis forklaring på hvordan trypsin fordøyer proteiner:

Binding:Trypsin binder seg til overflaten av proteinsubstratet gjennom spesifikke interaksjoner mellom dets aktive sete og aminosyrerestene som omgir spaltningsstedet. Denne bindingen induserer konformasjonsendringer som letter den katalytiske reaksjonen.

Katalyse:Det aktive stedet for trypsin inneholder en katalytisk triade som består av tre aminosyrerester:histidin, asparaginsyre og serin. Disse restene jobber sammen for å lette hydrolysen (spalting) av peptidbindingen.

Histidin:Histidin fungerer som en protondonor, og overfører et hydrogenion (H+) til karbonyloksygenet til den spaltende peptidbindingen. Denne protonasjonen svekker bindingen, noe som gjør den mer utsatt for nukleofile angrep.

Asparaginsyre:Asparaginsyre fungerer som en generell base, og abstraherer et proton fra hydroksylgruppen til serinresten. Denne deprotoneringen genererer en svært reaktiv serinhydroksylgruppe, som fungerer som nukleofil i reaksjonen.

Serin:Den aktiverte serin-hydroksylgruppen angriper karbonylkarbonet i den spaltende peptidbindingen, og danner et tetraedrisk mellomprodukt. Dette mellomproduktet kollapser deretter, noe som resulterer i spaltning av peptidbindingen og frigjøring av to peptidfragmenter.

Spesifisitet:Trypsin viser spesifisitet i spaltningsmønsteret på grunn av tilstedeværelsen av en klumpete sidekjede på dens substratbindende lomme. Denne klumpete sidekjeden forhindrer binding av aminosyrer med store sidekjeder (som prolin) ved siden av spaltningsstedet. Som et resultat spalter trypsin fortrinnsvis peptidbindinger etterfulgt av lysin- eller argininrester, bortsett fra når de blir fulgt av prolin.

Ved selektivt å spalte spesifikke peptidbindinger, genererer trypsin et sett med mindre peptidfragmenter som kan analyseres videre eller separeres for ulike formål, for eksempel proteinidentifikasjon, sekvensering og karakterisering.