天冬氨酸蛋白酶
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天冬氨酸蛋白酶 （英語：Aspartic protease）是一種催化類型的蛋白酶，它使用一個或多個天冬氨酸殘基結合的活化水分子來催化其肽底物。通常，它們在活性位點具有兩個高度保守的天冬氨酸，在酸性pH條件下具有最佳活性。幾乎所有已知的天冬氨酰蛋白酶都被胃酶抑素抑制。
| 真核天冬氨酰蛋白酶 | |||||||||
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| 鑑定 | |||||||||
| 標誌 | Asp | ||||||||
| Pfam | PF00026（舊版） | ||||||||
| InterPro | IPR001461 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00128 | ||||||||
| SCOP | 1mpp / SUPFAM | ||||||||
| OPM家族 | 100 | ||||||||
| OPM蛋白 | 1lyb | ||||||||
| 膜蛋白數據庫 | 315 | ||||||||
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天冬氨酸內肽酶EC 3.4.23已經表徵了脊椎動物、真菌和逆轉錄酶病毒的起源。[1]
真核天冬氨酸蛋白酶包括胃蛋白酶、組織蛋白酶和腎素。它們具有由祖先複製而產生的兩域結構。逆轉錄病毒和反轉錄轉座子蛋白酶（逆轉錄病毒天冬氨酰蛋白酶）比較小，並且似乎與真核天冬氨酰蛋白酶的單個結構域同源。每個結構域都提供一個催化天冬氨酸殘基，在分子的兩個葉之間有一個擴展的活性位點裂隙。很久以前，一個葉可能是通過基因複製從另一個進化而來的。在現代酶中，雖然三維結構非常相似，但除了保守的催化位點基序外，氨基酸序列的差異很大。二硫鍵的存在和位置是天冬氨酸肽酶的其他保守特徵。
催化機制
天冬氨酰蛋白酶是一個高度特異性的蛋白酶家族，它們傾向於切割具有疏水殘基和β-亞甲基的二肽鍵。與絲氨酸蛋白酶或半胱氨酸蛋白酶不同，這些蛋白酶在切割過程中不形成共價中間體。因此，蛋白水解是一步發生的。
儘管已經提出了許多不同的天冬氨酰蛋白酶機制，但最廣泛接受的是酸鹼機制，其原理是涉及水分子在兩個高度保守的天冬氨酸殘基之間的配位。天冬氨酸通過提取質子來活化水，使水能夠對底物易裂鍵的羰基碳進行親核攻擊，從而產生通過與第二天冬氨酸氫鍵穩定的四面體氧陰離子中間體。該中間體的重排導致易裂酰胺的質子化，這導致底物肽分裂成兩個產物肽。
抑制
胃酶抑素是天冬氨酸蛋白酶的抑制劑。
分類
已知有五個天冬氨酸蛋白酶超家族（氏族），每個都代表相同活性位點和機制的獨立進化。每個超家族包含幾個具有相似序列的家族。MEROPS分類系統按字母順序命名這些氏族。
前肽
| A1_前肽 | |||||||||
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 分辨率為 1.62 埃的人前胃素的晶體和分子結構 | |||||||||
| 鑑定 | |||||||||
| 標誌 | A1_Propeptide | ||||||||
| Pfam | PF07966（舊版） | ||||||||
| InterPro | IPR012848 | ||||||||
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許多真核天冬氨酸內肽酶（MEROPS肽酶家族A1）是用信號肽和前肽合成的。動物胃蛋白酶樣內肽酶前肽形成了一個獨特的前肽家族，其中包含約30個殘基長的保守基序。在胃蛋白酶原A中，成熟胃蛋白酶序列的前11個殘基被前肽的殘基取代。前肽含有兩個螺旋，可阻斷活性位點裂隙，特別是胃蛋白酶中保守的天冬氨酸11殘基，在胃蛋白酶中，氫鍵與前肽中的保守Arg殘基結合。這種氫鍵穩定了前肽構象，並且可能負責在酸性條件下觸發胃蛋白酶原轉化為胃蛋白酶。
例子
人類
含有該結構域的人類蛋白質
BACE1；BACE2；組織蛋白酶D；組織蛋白酶E；NAPSA；PGA5；PGC；腎素；
其他生物
- HIV-1蛋白酶-治療艾滋病毒的主要藥物靶點
- Plasmepsin-在引起瘧疾的寄生蟲瘧原蟲中發現的一組天冬氨酰蛋白酶
參考
- ^ Szecsi, P. B. The aspartic proteases. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation. 1992-01-01, 52 (sup210). ISSN 0036-5513. doi:10.1080/00365519209104650.