Tripsina
| Tripsina | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 3.4.21.4 | ||||||||
| Número CAS | 9002-07-7 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| EstruturasPDB | RCSB PDBPDBePDBjPDBsum | ||||||||
| Gene Ontology | AmiGO/EGO | ||||||||
| |||||||||
| Tripsina | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Trypsin | ||||||||
| Pfam | PF00089 | ||||||||
| InterPro | IPR001254 | ||||||||
| SMART | SM00020 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00124 | ||||||||
| MEROPS | S1 | ||||||||
| SCOPe | 1c2g/SUPFAM | ||||||||
| CDD | cd00190 | ||||||||
| |||||||||
Atripsinaé unencima(conúmero EC 3.4.21.4) do grupo dasserina proteases,que se encontra noaparato dixestivode moitosvertebrados,onde intervén nahidrólisedixestiva deproteínas.[2][3]A tripsina prodúcese nopáncreasen forma doproencimainactivotripsinóxeno.A tripsina cliva as cadeas depéptidosprincipalmente polo grupocarboxilodosaminoácidoslisinaouarxinina,excepto cando calquera deles vai seguido deprolina.Utilízase tamén en moitos procesosbiotecnolóxicos.A súa acción denomínase xeralmenteproteólisepor tripsina outripsinización,e as proteínas que foron dixeridas/tratadas con tripsina dise que foron tripsinizadas.
Tripsinóxeno
[editar|editar a fonte]Otripsinóxeno(EC 3.4.23.18/20/21/23/24/26) é a forma precursora oucimóxenoda tripsina e funciona como unha forma de almacenamento da tripsina no páncreas, que pode ser liberada en cantidades significativas durante a dixestión. Encóntrase no zume pancreático xunto coaamilase,alipase,e oquimotripsinóxeno.O tripsinóxeno almacénase envesículasintracelulares chamadas gránulos de cimóxeno, que teñen membranas que se cre son resistentes á degradación encimática.
Función da tripsina
[editar|editar a fonte]A tripsina noduodenocatalizaahidrólisedeenlaces peptídicospara que as proteínas poidan ser divididas en péptidos máis pequenos. Estes péptidos poden despois ser hidrolizados aaminoácidospor outras proteases antes de entraren na corrente sanguínea. A dixestión por tripsina é un paso necesario para a absorción das proteínas, porque as proteínas xeralmente son demasiado grandes para ser absorbidas a través do revestimento interno dointestino delgado.
Activación
[editar|editar a fonte]A tripsina prodúcese nopáncreasen forma docimóxenoinactivo tripsinóxeno. Cando o páncreas é estimulado polacolecistoquinina,o cimóxeno é despoissegregadona primeira parte do intestino delgado (oduodeno) a través doconduto pancreático.Unha vez que está no intestino delgado, o encimaenteropeptidaseactívaa ao transformar o tripsinóxeno en tripsina por medio declivaxe proteolítica.A propia tripsina pode despois activar a máis tripsinóxeno (autocatálise), polo que só cómpre unha pequena cantidade de enteropeptidase para que se inicie a reacción. Este mecanismo de activación é común para a maioría das serina proteases, e serve para impedir a autodegradación do páncreas (o páncreas podería autodixerirse se a tripsina estivese activa alí). A tripsina pode activar tamén a outras proteases como o precursor daquimotripsina.
Aenteropeptidase,tamén chamada enteroquinase, producida polamucosado duodeno, cliva o enlace peptídico do tripsinóxeno situado detrás do residuo 15, que é unhalisina.Elimínase o péptido N-terminal de 15 aminoácidos, e prodúcese un lixeiro rearranxo nopregamento da proteína.O novo residuo N-terminal orixinado (o que era o residuo 16) insírese nunha fenda onde o seu grupo α-amino forma un par iónico co aspartato situado preto do sitio activo serina, e isto causa o rearranxo conformacional doutros residuos. O grupo amino daglicina193 oriéntase na correcta posición, o cal completa oburato de oxianiónno sitio activo, e a proteína queda activada.[4].
Nun páncreas normal, chega a activarse arredor do 5% do tripsinóxeno, polo que hai defensas contra esta inapropiada activación, como a presenza de inhibidores da tripsina. A activación autocatalítica do tripsinóxeno pola tripsina é tamén un proceso lento debido á presenza de carga negativa no hexapéptido N-terminal do tripsinóxeno, que repele oaspartatosituado na parte de atrás do peto (pocket) de especificidade da tripsina.[5]A tripsina pode inactivar a outras tripsinas por clivaxe.
Mecanismo de acción
[editar|editar a fonte]O mecanismo encimático é similar ao doutrasserina proteases.Estes encimas conteñen unhatríade catalíticaque consta dehistidina-57,aspartato-102 eserina-195 (os números son as posicións na cadea polipeptídica).[6]Estes tres residuos forman un relevo de carga (charge relay) que serve para facernucleofílicoositio activoserina.Isto conséguese modificando o ambiente electrostático arredor da serina. A reacción encimática que cataliza a tripsina étermodinamicamentefavorable pero require unhaenerxía de activaciónsignificativa (é "cineticamentedesfavorable "). Ademais, a tripsina contén un" burato de oxianión "formado polo esqueleto de átomos de hidróxeno da amida daGly-193 e aSer-195,que serve para estabilizar a carga negativa que se desenvolve no átomo de oxíxenocarbonílicodasamidasclivadas.
O residuoaspartato(Asp 189) localizado no peto (pocket) catalítico (S1) das tripsinas é responsable da atracción e estabilización daslisinae/ouarxininacargadas positivamente, e, deste xeito, é responsable da especificidade do encima. Isto significa que a tripsina cliva predominantementeproteínasno ladocarboxilo(ou "ladoC-terminal") dos aminoácidoslisinaearxininaexcepto cando calquera delas está unida a unhaprolinaN-terminal.[7],aínda que os datos de espectrometría de masas a grande escala suxiren que a clivaxe ocorre mesmo en presenza de prolina.[8]As tripsinas considéranseendopeptidases,é dicir, a clivaxe (corte) que realizan ocorre no interior da cadea polipeptídica en vez de nos extremos da mesma.
Propiedades da tripsina
[editar|editar a fonte]As tripsinas teñen unpHóptimo de funcionamento de 7,5-8,5 e unha temperatura óptima de arredor de 37 °C.[7]
A actividade das tripsinas non está afectada poloinhibidortosil fenilalanil clorometil cetona (TPCK), que desactiva aquimotripsina.Isto é importante porque, nalgunhas aplicacións, como naespectrometría de masas,a especificidade de clivaxe é importante.
As tripsinas deberían almacenarse atemperaturasmoi frías (entre −20 °C e −80 °C) para impedir aautólise,a cal pode impedirse tamén almacenándoas a pH 3 ou usando tripsina modificada pormetilación redutiva.Cando o pH se axusta de novo a pH 8, recuperan a actividade.
Isoencimas
[editar|editar a fonte]Os seguintesxeneshumanos codifican proteínas con actividade encimática de tripsina:
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Noutros organismos poden encontrarse outrasisoformasda tripsina.
Estes tipos de tripsina están en correspondencia coas tres isoformas de tripsinóxeno que poden encontrarse no zume pancreático humano. Son os tripsinóxenos catiónico (dá a tripsina 1), aniónico (tripsina 2) e meso (mesotripsina), que supoñen respectivamente o 23,1%, 16% e 0,5% do total das proteínas de secreción pancreáticas.[9]
Importancia médica
[editar|editar a fonte]A activación da tripsina por clivaxe (corte) proteolítica do tripsinóxeno no páncreas pode dar lugar a unha serie de eventos que causan a autodixestión do páncreas, o que orixinapancreatite.Unha consecuencia da enfermidade autosómica recesivafibrose quísticaé a deficiencia no transporte de tripsina e outros encimas dixestivos desde o páncreas. Isto causa un trastorno denominadomeconium ileus.Omeconioson asfecesproducidas polos neonatos. Este trastorno implica a obstrución intestinal debido á formación de meconio demasiado mesto, o cal en condicións normais sería degradado polas tripsinas e outrasproteases,e despois evacuado coas feces.[10]
Nosoro sanguíneopode medirse a cantidade de tripsinóxeno por medio dunha análise de sangue. Aparecen niveis altos en casos depancreatiteefibrose quística.
Algúns tipos de pancreatite poden estar asociadas con formas mutantes do tripsinóxeno. Unha mutación na arxinina 117, un sitio sensible á clivaxe por tripsina, notripsinóxeno catiónicofoi implicado na heredabilidade da pancreatite, un trastorno xenético raro de inicio temperá. A arxinina 117 pode funcionar como un mecanismo a proba de fallos polo cal a tripsina que está está inapropiadamente activa no páncreas, pode ser inactivada, e ao perder ese sitio de clivaxe pérdese tamén ese sitio de control, o que pode causar a autodixestión que dá lugar á pancreatite.[11]Atopáronse outras mutacións que foron ligadas á pancreatite.[12]
Aplicacións
[editar|editar a fonte]A tripsina está presente no páncreas en grandes cantidades (en forma do seu precursor) e pode ser purificada doadamente, polo que se usa moito en diversos procesos biotecnolóxicos.
Nos laboratorios decultivo de tecidos,as tripsinas utilízanse para resuspender células adheridas ás paredes da placa de cultivo celular durante o proceso de colleita de células.[13]Algúns tipos celulares teñen a tendencia a adheririse ás paredes laterais ou ao fondo da placa de cultivo cando se cultivanin vitro.A tripsina utilízase para clivar as proteínas que unen as células cultivadas á placa, para que as células se poidan suspender en novas solucións e transferirse a novas placas.
A tripsina pode tamén usarse para disociar células disecadas (por exemplo, antes de fixar e seleccionar as células).
As tripsinas poden usarse para degradar acaseínanoleite humano.Se se engade tripsina a unha solución de leite en po, a rotura das moléculas de caseína fai que o leite se faga translúcido. O grao de reacción pode medirse vendo a cantidade de tempo que o leite tarda en poñerse translúcido.
A tripsina utilízase comunmente na investigación biolóxica durante experimentos deproteómicapara dixerir proteínas a péptidos para a análise de espectrometría de masas, por exemplo nadixestión en xel.A tripsina é especialmente axeitada para iso, xa que ten unha especificade moi ben definida ao hidrolizar só osenlaces peptídicosnos cales o grupo carbonilo pertence a unha arxinina ou a unha lisina.
A tripsina pode tamén utilizarse para disolver certos coágulos de sangue e tratar ainflamaciónna súa forma pancreática.
En alimentación
[editar|editar a fonte]As preparacións comerciais deproteasesxeralmente constan dunha mestura de varias proteases entre as que a miúdo está a tripsina. Estas preparacións son amplamente utilizadas no procesamento de alimentos:[14]
- como encima de enfornado para mellorar a traballabilidade das masas (de bolaría ou panadaría);
- na extracción de condimentos e aromas de proteínas vexetais ou animais e na elaboración de prebes;
- para controlar a formación do aroma nosqueixose nos produtos lácteos;
- para melorar a textura dos produtos de peixe;
- para abrandar a carne;
- durante a estabilización en frío dacervexa;
- na produción de alimentoshipoalerxénicos,nos que as proteases degradan proteínas específicasalerxénicasorixinando péptidos non alerxénicos. Por exemplo, as proteases úsanse para producir alimentos hipoalerxénicos para bebés a partir de leite devaca,o que diminúe o risco de que os meniños desenvolvanalerxiaao leite.
Inhibidores da tripsina
[editar|editar a fonte]Para evitar a acción da tripsina activa no páncreas, que podería ser moi daniña, están presentes no páncreas inhibidores comoBPTIeSPINK1e no soro sanguíno aα1-antitripsinacomo parte da defensa contra a súa activación inadecuada. O inhibidor unirase a calquera tripsina formada prematuramente a partir do tripsinóxeno inactivo. A interacción proteína-proteína entre a tripsina e os seus inhibidores é unha das máis fortes coñecidas, e a tripsina únese a algúns dos seus inhibidores pancreáticos de modo esencialmente irreversible.[15]A diferenza do que ocorre con case todas as ensamblaxes coñecidas de proteínas, algúns complexos que forma a tripsina cos seus inhibidores non se disocian doadamente despois do tratamento conurea8M.[16]
Notas
[editar|editar a fonte]- ↑PDB|1UTN;Leiros HK, Brandsdal BO, Andersen OA, Os V, Leiros I, Helland R, Otlewski J, Willassen NP, Smalås AO (2004)."Trypsin specificity as elucidated by LIE calculations, X-ray structures, and association constant measurements".Protein Sci.13(4): 1056–70.PMC2280040.PMID15044735.doi:10.1110/ps.03498604.
- ↑Rawlings ND, Barrett AJ (1994). "Families of serine peptidases".Meth. Enzymol.Methods in Enzymology244:19–61.ISBN978-0-12-182145-6.PMID7845208.doi:10.1016/0076-6879(94)44004-2.
- ↑The German physiologistWilhelm Kühne(1837-1900) discovered trypsin in 1876. See: W. Kühne (1877) "Über das Trypsin (Enzym des Pankreas)",Verhandlungen des naturhistorisch-medicinischen Vereins zu Heidelberg,new series, vol. 1, no. 3, pages 194-198.
- ↑Thomas E Creighton (1993).Proteins: Structures and Molecular Properties(2nd ed.). W H Freeman and Company. pp.434.ISBN0-7167-2317-4.
- ↑Voet & Voet (1995).Biochemisty(2nd ed.). John Wiley & Sons. pp.399-400.ISBN0-471-58651-X.
- ↑Polgár L (2005). "The catalytic triad of serine peptidases".Cell. Mol. Life Sci.62(19–20): 2161–72.PMID16003488.doi:10.1007/s00018-005-5160-x.
- ↑7,07,1"Sequencing Grade Modified Trypsin"(PDF).www.promega.com. 2007-04-01. Arquivado dendeo orixinal(PDF)o 19 de maio de 2003.Consultado o2009-02-08.
- ↑Rodriguez J, Gupta N, Smith RD, Pevzner PA (2008). "Does trypsin cut before proline?".J. Proteome Res.7(1): 300–305.PMID18067249.doi:10.1021/pr0705035.
- ↑Scheele G, Bartelt D, Bieger W (March 1981)."Characterization of human exocrine pancreatic proteins by two-dimensional isoelectric focusing/sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis".Gastroenterology80(3): 461–73.PMID6969677.
- ↑Noone PG, Zhou Z, Silverman LM, Jowell PS, Knowles MR, Cohn JA (2001)."Cystic fibrosis gene mutations and pancreatitis risk: relation to epithelial ion transport and trypsin inhibitor gene mutations".Gastroenterology121(6): 1310–9.PMID11729110.doi:10.1053/gast.2001.29673.
- ↑Whitcomb DC, Gorry MC, Preston RA, Furey W, Sossenheimer MJ, Ulrich CD, Martin SP, Gates LK Jr, Amann ST, Toskes PP, Liddle R, McGrath K, Uomo G, Post JC, Ehrlich GD (1996). "Hereditary pancreatitis is caused by a mutation in the cationic trypsinogen gene".Nature Genetics14(2): 141–5.PMID8841182.doi:10.1038/ng1096-141.
- ↑Rebours V, Lévy P, Ruszniewski P (2011). "An overview of hereditary pancreatitiss".Digestive and Liver Disease44(1): 8–15.PMID21907651.doi:10.1016/j.dld.2011.08.003.
- ↑"Trypsin-EDTA (0.25%)".Stem Cell Technologies.Consultado o2012-02-23.
- ↑"Protease - GMO Database".GMO Compass.European Union. 2010-07-10. Arquivado dendeo orixinalo 24 de febreiro de 2015.Consultado o2012-01-01.
- ↑Voet & Voet (1995).Biochemisty(2nd ed.). John Wiley & Sons. pp.396-400.ISBN0-471-58651-X.
- ↑N. Levilliers, M. Péron, B. Arrio, J. Pudles (1970). "On the mechanism of action of proteolyticinhibitors: IV. Effect of 8murea on the stability of trypsin in trypsin-lnhibitor complexes".Archives of Biochemistry and Biophysics140(2): 474–483.PMID5528741.
Véxase tamén
[editar|editar a fonte]Outros artigos
[editar|editar a fonte]Ligazóns externas
[editar|editar a fonte]- Base de datos en liñaMEROPSpara as peptidases e os seus inhibidores: Tripsina 1S01.151Arquivado05 de abril de 2008 enWayback Machine., Tripsina 2S01.258Arquivado19 de setembro de 2019 enWayback Machine., Tripsina 3S01.174Arquivado19 de setembro de 2019 enWayback Machine.
- Inhibidores da tripsinaArquivado23 de abril de 2008 enWayback Machine.eTrypsin Assay MethodenSigma-Aldrich
- MeshName - Trypsin
- MeshName - Trypsinogen
