Каталітична тріада - біологія

Коли каталітична тріада У біохімії це особливе розташування трьох амінокислот, що характеризують деякі активні центри ферментів. Каталітична тріада виявляється в серинових протеазах; І каталітичні тріади, і діади містяться в тіолових і цистеїнових протеазах.

каталітична

будівництво

Структура серинових протеаз

У серинових протеазах каталітична тріада утворюється з аспартату, гістидину та серину, залишки амінокислот яких пов’язані водневими зв’язками. Залишок аспартату знаходиться в кишені, недоступній для розчинника, і утворює водневий зв’язок з N-H групою залишку гістидину. Поляризований таким чином гістидин у свою чергу утворює водневий зв’язок з другим азотом, зв’язаним із кільцем, до групи OH залишку серину. Воднево-кисневий зв’язок тим самим сильно поляризується, і нуклеофільність кисню ще більше збільшується.

Структура в тіолових та цистеїнових протеазах

У випадку з тіоловими та цистеїновими протеазами зустрічаються як каталітичні ді-, так і тріади. Каталітична діада складається з цистеїну та гістидину, тріади цистеїн-гістидин-аспарагін/аспартат/глутамін або глутамінова кислота.

Механізм каталізу

Серинові протеїнази, як ендопептидази, каталізують гідролітичне розщеплення пептидних зв’язків у білках. Після утворення ферментно-субстратного комплексу відбувається нуклеофільна атака серинового кисню на карбонільний вуглець пептидного зв’язку з утворенням ковалентного тетраедричного проміжного продукту. Водень переноситься від водневого мосту до гістидину. На другому етапі щойно перенесений водень використовується для протонування пептидного азоту, який розриває пептидний зв’язок. Отриманий N-кінець розщепленого білка дифундує і заміщується водою з розчинника. Водневий зв’язок із залишком гістидину забезпечує нуклеофільну атаку води на зв’язаний із серином карбонільний вуглець. Після повного переходу водню до гістидину останнім етапом є утворення вихідного водневого зв’язку між серином та гістидином, завдяки чому ковалентний зв’язок із субстратом розщеплюється, і новоутворений С-кінець розщепленого білка може дифундувати. Завдяки ковалентним проміжним стадіям механізм належить до групи ковалентного каталізу, тоді як вплив залишку аспартату на гістидин представляє електростатичний каталіз.