Transcript Enzymatische Katalyse am Beispiel der Serinprotease Chymotrypsin Bedeutung der Reaktion Proteasen: Enzyme, die Proteine hydrolisieren Die Reaktion: Spaltung einer Amidbindung Peptidische Bindung O O H N HO HO NH2 + H2O NH2 HO O O Ala-Gly-Dipeptid NH2 + Alanin Glycin Serinproteasen: Untergruppe der Proteasen mit Seringruppe im.

Enzymatische Katalyse am
Beispiel der Serinprotease
Chymotrypsin
1
Bedeutung der Reaktion
Proteasen:
Enzyme, die Proteine hydrolisieren
Die Reaktion:
Spaltung einer Amidbindung
Peptidische Bindung
O
O
H
N
HO
HO
NH2
+ H2O
NH2
HO
O
O
Ala-Gly-Dipeptid
NH2
+
Alanin
Glycin
Serinproteasen: Untergruppe der Proteasen mit
Seringruppe im katalytischen Zentrum
2
Amidhydrolyse unter alkalischen Bedingungen
H
N
R
OH
H
N
R`
+ OH
R`
OH
H2
N
H2O
R
R`
R
OH
O
O
O
Tetraedrische Zwischenstufe
HO
NH2
R
R´
+
- H2O
O
Amin
O
OH
NH2
R
R´
+
O
Säure
3
Röntgenstruktur von g-Chymotrypsin
4
Röntgenstruktur von g-Chymotrypsin
5
Röntgenstruktur von g-Chymotrypsin
6
Röntgenstruktur von g-Chymotrypsin
7
Röntgenstruktur von g-Chymotrypsin
8
Das aktive Zentrum der Serinproteasen: „Katalytische Triade“
O
Asp
102
O
H
N
N
His
57
H
O
Ser
195
9
1. Schritt: Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes
O
Asp
102
H
R
N
O
´R
O
H
N
N
His
57
H
O
Ser
195
1
0
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
O
Asp
102
H
R
N
O
´R
O
H
N
N
His
57
H
O
Ser
195
1
1
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
Erhöhte Nucleophilie der Ser-195Gruppe durch einen
Protonenübertragung auf His-57
O
Asp
102
H
R
N
O
´R
O
H
N
N
His
57
H
O
Ser
195
1
2
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
Enzymatische Bindungstasche bindet die
tetraedrische Zwischenstufe besonders gut
->DG0tet vergleichsweise niedrig
O
Asp
102
H
R
N
´R
O
O
H
N
N
His
57
H
O
Ser
195
1
3
3.Schritt: Spaltung der Peptidbindung
O
Asp
102
´R
H
R
N
O
O
H
N
H
O
N
His
57
Ser
195
1
4
3.Schritt: Spaltung der Peptidbindung
Rückübertragung des Protons von
His-57 auf das Substrat
O
Asp
102
H R´
R
N
O
O
H
N
H
O
N
His
57
Ser
195
15
4.Schritt: Freisetzung des Amins...
O
R´
Asp
102
R
O
N
H
H
O
H
N
O
N
His
57
Ser
195
16
...im Austausch mit Wasser
O
Asp
102
H
O
R
O
O
H
H
N
O
N
His
57
Ser
195
17
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
O
Asp
102
H
O
R
O
O
H
H
N
O
N
His
57
Ser
195
18
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
Erneute Protonenübertragung auf
His-57 erhöht die Nucleophilie des
Wassers
O
Asp
102
H
O
R
O
O
H
H
N
O
N
His
57
Ser
195
19
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe
O
Asp
102
H
R
O
O
O
H
H
N
O
N
His
57
Ser
195
20
6.Schritt: Abspaltung der Säure
O
Asp
102
H
R
O
O
O
H
N
O
N
His
57
H
Ser
195
21
6.Schritt: Abspaltung der Säure
Die abschließende
Protonenübertragung auf Ser-195
schließt den Katalysecyclus
O
Asp
102
H
R
O
O
O
H
N
O
N
His
57
H
Ser
195
22
6.Schritt: Abspaltung der Säure
O
Asp
102
H
O
R
O
H
O
N
O
N
His
57
H
Ser
195
23