Serpine

Serpin (Serinproteaseinhibitor) Beschreibung dieses Bildes, auch unten kommentiert Serpin (in Weiß) interagiert mit einer Peptidase (in Grau). Die reaktive Mittelschleife ist blau dargestellt. Die Peptidase wird irreversibel gehemmt, sobald die Katalyse beginnt ( PDB  1K9O ) Proteindomäne
Pfam PF00079
InterPro IPR000215
PROSITÄT PDOC00256
SCOP 1hle
SUPERFAMILIE 1hle
CDD cd00172

Die Serpine (English Serpin , portmanteau für Ser ine p rotease in hibitor ) sind Proteine mit ähnlichen Strukturen, historisch bekannt für ihre Fähigkeit zur Hemmung der Serinproteasen . Sie bilden eine Superfamilie von Proteinen, die in allen lebenden Reichen vorhanden sind . Sie verdanken ihren Namen der Tatsache, dass die ersten, die identifiziert wurden, Serinproteasen vom Chymotrypsin- Typ hemmen . Sie sind bemerkenswert für ihren Wirkungsmechanismus, der darin besteht, ihre Zielpeptidase durch eine Konformationsänderung mit großer Amplitude zu hemmen , die das aktive Zentrum verschwinden lässt . Dieser Mechanismus unterscheidet sich stark von dem allgemeineren kompetitiven Mechanismus von Proteaseinhibitoren, die an das aktive Zentrum des Enzyms binden und die Katalyse verhindern.

Die Hemmung von Peptidasen durch Serpine steuert eine Vielzahl von biologischen Prozessen, einschließlich Blutgerinnung und Entzündung , wodurch diese Proteine ​​Gegenstand medizinischer Forschung werden . Ihre besondere Konformationsänderung macht sie auch für die Forschung in der Strukturbiologie und Proteinfaltung von Interesse . Diese Wirkungsweise durch Konformationsänderung bringt Vorteile, hat aber auch einige Nachteile: Die Serpine sind daher anfällig für Mutationen , die zu Serpinopathien wie Serpinen mit nicht funktioneller Faltung oder zur Bildung langer inaktiver Polymere führen können. Die Polymerisation von Serpin verringert nicht nur die Menge an aktivem Inhibitor, sondern führt auch zur Anreicherung von Polymeren mit schädlichen Auswirkungen auf die Zelle, was zum Zelltod und Organtod führt.

Obwohl die meisten Serpine proteolytische Kaskaden kontrollieren, sind einige Proteine ​​mit einer Serpinstruktur keine Enzyminhibitoren, sondern realisieren verschiedene Funktionen wie Speicherung (wie Ovalbumin von Eiweiß ), Transport (als Trägermembran von Hormonen wie Thyroxin-bindendes Globulin und Transcortin) ) oder die Funktion des Chaperonproteins ( HSP47  (en) ). Diese Proteine ​​sind auch Serpine, obwohl sie keine hemmende Funktion haben, da sie evolutionär verwandt sind .

Aktivität

Die meisten Serpine sind Proteaseinhibitoren , die auf extrazelluläre Chymotrypsin- ähnliche Serinproteasen abzielen . Diese Peptidasen haben einen nukleophilen Rest von Serin zu einer gehörigen katalytischen Triade in ihrer aktiven Stelle . Dies sind beispielsweise Thrombin , Trypsin und neutrophile Elastase (en) . Serpine sind irreversible Inhibitoren, die einen Intermediär im katalytischen Mechanismus der Peptidase einfangen.  

Einige Serpine hemmen andere Klassen von Peptidasen, einschließlich Cysteinproteasen . Diese unterscheiden sich von Serinproteasen dadurch, dass sie in ihrer katalytischen Triade anstelle eines neutrophilen Serinrests einen neutrophilen Cysteinrest verwenden . Der enzymatische Mechanismus ist jedoch zwischen diesen beiden Arten von Peptidasen ähnlich, und der Mechanismus der Hemmung durch Serpine ist in beiden Fällen ebenfalls der gleiche. Es gibt unter den Proteaseinhibitoren für Cystein, Serpin B4  (en) und das Protein MENT  (fr) , die Peptidasen vom Typ Papain hemmen .

Beispiele

Anmerkungen und Referenzen

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