Zymogen Introduction

Tsymogen, jota kutsutaan myös proentsyymiksi, kuuluu mihin tahansa proteiiniryhmään, jolla ei ole katalyyttistä aktiivisuutta, mutta joka muuntuu eliössä entsyymeiksi, erityisesti niiksi, jotka katalysoi reaktioita, joissa proteiinit hajoavat. Biokemiallinen muutos tapahtuu yleensä Golgin elimistössä, jossa tietty osa esiasteentsyymistä pilkkoutuu sen aktivoimiseksi. Irti pilkkoutuva inaktivoiva kappale voi olla peptidiyksikkö tai itsenäisesti taittuva domeeni, jossa on yli 100 jäämää. Vaikka nämä entsyymin N-terminaaliset laajennukset eli ”prosegmentit” rajoittavat entsyymin kykyä, ne usein auttavat estämänsä entsyymin stabiloitumisessa ja taittumisessa.

nykyään tiedetään hyvin, että proteolyyttisillä entsyymeillä on keskeinen rooli muiden proteiinien toiminnan säätelyssä tai säätelyssä. Tällaisia entsyymejä löytyy kaikista lajeista bakteereista ihmiseen ja kontrolloimaan erilaisia järjestelmiä, joihin kuuluvat hormonituotanto, bakteriofagien kokoonpano, kehitys, lannoitus, ruoansulatus, puolustus hyökkääviä eliöitä vastaan ja kudosten korjaus. Useimmissa tapauksissa proteolyyttisten entsyymien tiedetään syntetisoituvan inaktiivisina prekursoriproentsyymeinä eli tsymogeeneina. Ne aktivoituvat yhden peptidisidoksen proteolyyttisellä pilkkoutumisella proentsyymissä ja muuttuvat siten katalyyttisesti aktiivisiksi. Kohdemolekyylin tai-molekyylien spesifisyyden astetta valvotaan edelleen entsyymille ominaisen spesifisyyden perusteella. Vaikutusajan ja-paikan valvonta suoritetaan usein vaaditun spesifisyyden proteiinin estäjillä.

trypsinogeenin rakenne on yleensä paljon lähempänä trypsiinin rakennetta kuin kymotrypsiinin rakenne, trypsinogeenin rakenne ei sulje pois mahdollisuutta substraatin sitoutumiseen samanlaisessa tilassa kuin trypsiinin, vaikka tämän alueen rakenteen muutokset vaikuttavat heikentyneeseen tai muuttuneeseen substraatin sitoutumistilaan-varmasti bentsamidiinin ja todennäköisesti substraatin sivuketjun osalta, jos proentsyymiä pidetään jäykkänä, niin yleinen emäskatalyytti ja oksianionin sitoutumiskohta, joka muodostuu n-H-ryhmistä gly193 ja ser195 ovat liian kaukana toisistaan tehdä yhteistyötä substraattihydrolyysissä. Vaikka proentsyymirakenne muuttuisi substraattisitoutumisessa, kuten näyttää todennäköiseltä, valmistamaton sitoutuminen voi tarjota toisen tärkeän komponentin tsymogeenin toimimattomuudelle. Tällainen sitoutuminen saattaa silti jättää liian suuren etäisyyden tai epäsuotuisan vuorovaikutuksen substraatin ja katalyyttikeskuksen elementtien välille. Lys188a: n ja Ser195: n välisen ketjun ja trp215: n ja Ser217: n välisen pääketjun muuttunut sijainti voisi olla syynä kilpailukykyiseen mutta tuottamattomaan substraatin sitomiseen, samoin kuin Gly193: N N-H-ryhmä, koska ne tavallisesti osallistuvat substraatin orientoimiseen. Nämä mahdollisuudet rematiini ensisijaisina ehdokkaina universaalissa järjestelmässä trypsinogeenin kaltaisten tsymogeenien toimimattomuudelle.

haima erittää tsymogeenejä osittain estääkseen entsyymejä pilkkomasta proteiineja soluissa, joissa ne syntetisoidaan. Pepsiinin kaltaisia entsyymejä syntyy pepsinogeeninä, inaktiivisena tsymogeeninä. Pepsinogeeni aktivoituu, kun pääsolut vapauttavat sitä mahahappoon, jonka suolahappo osittain aktivoi sen. Toinen osittain aktivoitunut pepsinogeeni täydentää aktivaation poistamalla peptidin muuttaen pepsinogeenin pepsiiniksi. Tsymogeenien tahaton aktivoituminen voi tapahtua, kun sappikivi tukkii haiman erityskanavan, mikä johtaa akuuttiin haimatulehdukseen.

sienet erittävät myös ruoansulatusentsyymejä ympäristöön tsymogeeneiksi. Ulkoisessa ympäristössä on eri pH kuin sienisolun sisällä ja tämä muuttaa tsymogeenin rakenteen aktiiviseksi entsyymiksi.

toinen tapa, jolla entsyymit voivat esiintyä inaktiivisissa muodoissa ja myöhemmin muuttua aktiivisiksi muodoiksi, on aktivoituminen vasta kofaktorin eli koentsyymin sitoutuessa. Tässä järjestelmässä inaktiivinen muoto (apoentsyymi) muuttuu aktiiviseksi muodoksi (holoentsyymi), kun koentsyymi sitoutuu.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.