ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზებს შორის მთავარი განსხვავებაა მათი ფუნქციური ჯგუფები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც კატალიზური ნარჩენები. ფუნქციური ჯგუფი, რომელიც მოქმედებს როგორც ასპარტილ პროტეაზას კატალიზური ნარჩენები, არის კარბოქსილის მჟავა ჯგუფი, ხოლო ცისტეინ პროტეაზაში თიოლი ან სულფჰიდრილი ჯგუფი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი კატალიზურ ნარჩენზე, ხოლო სერინის პროტეაზაში მოქმედებს ჰიდროქსილის ჯგუფი ან ალკოჰოლი. როგორც ფუნქციური ჯგუფი კატალიზურ ნარჩენზე.
პროტეაზები არის ფერმენტები, რომლებიც ახდენენ პროტეოლიზის კატალიზებას, რაც არის ცილების დაშლა პატარა პოლიპეპტიდებად ან ამინომჟავებად. ეს პროცესი ხდება ჰიდროლიზის პროცესით ცილებში პეპტიდური ბმების დაშლით.პროტეაზები ჩართულია მრავალ ბიოლოგიურ ფუნქციაში, როგორიცაა მონელებული ცილების მონელება, ცილების კატაბოლიზმი და უჯრედების სიგნალიზაცია. პროტეაზები გვხვდება ცხოვრების ყველა ფორმაში. ასპარტილი, ცისტეინი და სერინი არის სამი მნიშვნელოვანი პროტეაზა, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ ცოცხალ ორგანიზმებში.
რა არის ასპარტილის პროტეაზა?
ასპარტილის პროტეაზა არის ცილის დამრღვევი ფერმენტების ტიპი. მათ აქვთ ორი უაღრესად კონსერვირებული ასპარტატი აქტიურ ადგილზე და ისინი ოპტიმალურად აქტიურები არიან მჟავე pH-ზე. ეს პროტეაზები არღვევს დიპეპტიდურ ბმებს, რომლებსაც აქვთ ჰიდროფობიური ნარჩენები და ასევე ბეტა-მეთილენის ჯგუფი. ასპარტილ პროტეაზას კატალიზური მექანიზმი არის მჟავა-ტუტოვანი მექანიზმი. ეს გულისხმობს წყლის მოლეკულის კოორდინაციას ორ ასპარტატის ნარჩენებთან. ერთი ასპარტატი ააქტიურებს წყლის მოლეკულას პროტონის ამოღებით. ეს საშუალებას აძლევს წყალს განახორციელოს ნუკლეოფილური შეტევა სუბსტრატის კარბონილის ნახშირბადზე. შედეგად, იგი წარმოქმნის ტეტრაედრულ ოქსიანიონის შუალედს, რომელიც სტაბილიზდება წყალბადის ბმებით მეორე ასპარტატის ნარჩენთან.ამ შუალედური ნივთიერების გადაწყობა პასუხისმგებელია პეპტიდის ორ პეპტიდურ პროდუქტად დაყოფაზე.
სურათი 01: ასპარტილის პროტეაზა
არსებობს ასპარტიული პროტეაზების ხუთი სუპეროჯახი: კლანი AA, რომელიც წარმოადგენს ოჯახს, კლანი AC, რომელიც წარმოადგენს სიგნალის პეპტიდაზას II ოჯახს, კლანი AD, რომელიც წარმოადგენს პრესენილინების ოჯახს, კლანი AE, რომელიც წარმოადგენს GPR ენდოპეპტიდაზას ოჯახს, და Clan AF, რომელიც არის ოპტინის ოჯახი.
რა არის ცისტეინის პროტეაზები?
ცისტეინის პროტეაზები არის ჰიდროლაზას ფერმენტების ჯგუფი, რომელიც ანადგურებს ცილებს. ისინი აჩვენებენ კატალიზურ მექანიზმს, რომელიც მოიცავს ნუკლეოფილურ ცისტეინის თიოლს კატალიზურ ტრიადაში ან დიადაში. ცისტეინის პროტეაზების კატალიზური მექანიზმის საწყისი ეტაპი არის დეპროტონაცია.თიოლის ჯგუფი დეპროტონირებული ხდება ფერმენტის აქტიურ ადგილას მიმდებარე ამინომჟავით, როგორიცაა ჰისტიდინი, რომელსაც აქვს ძირითადი გვერდითი ჯაჭვი. შემდეგი ნაბიჯი არის ნუკლეოფილური შეტევა ცისტეინის დეპროტონირებული ანიონური გოგირდის მიერ სუბსტრატზე. აქ სუბსტრატის ფრაგმენტი გამოიყოფა ამინთან ერთად, ხოლო პროტეაზაში ჰისტიდინის ნარჩენი აღადგენს მის დეპროტონირებულ ფორმას. ამის შედეგად წარმოიქმნება სუბსტრატის თიოესტერი შუალედური, რომელიც აკავშირებს ახალ კარბოქსის ტერმინალს ცისტეინის თიოლთან. თიოესტერის ბმა ჰიდროლიზდება და წარმოქმნის კარბოქსილის მჟავას ნაწილს სუბსტრატის დარჩენილ ფრაგმენტზე.
სურათი 02: ცისტეინის პროტეაზა
ცისტეინის პროტეაზები მრავალ როლს ასრულებენ ფიზიოლოგიასა და განვითარებაში.მცენარეებში ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ შესანახი ცილების ზრდაში, განვითარებაში, დაგროვებასა და მობილიზებაში. ადამიანებში, ისინი მნიშვნელოვანია დაბერების და აპოპტოზის, იმუნური რეაქციების, პროჰორმონის დამუშავებისა და უჯრედგარე მატრიქსის რემოდელირებისთვის კონუსის განვითარებაში.
რა არის სერინის პროტეაზები?
სერინის პროტეაზები ასევე არის პროტეოლიზური ფერმენტების ჯგუფი, რომლებიც წყვეტენ პეპტიდურ ობლიგაციებს ცილებში. სერინი ემსახურება როგორც ნუკლეოფილური ამინომჟავა ფერმენტის აქტიურ ადგილზე. ისინი გვხვდება როგორც ევკარიოტებში, ასევე პროკარიოტებში. სერინის პროტეაზები ჩვეულებრივ იყოფა სხვადასხვა კატეგორიებად გამორჩეული სტრუქტურით, რომელიც შედგება ორი ბეტა-ლულის დომენისგან, რომლებიც კონვერგირდება აქტიურ კატალიზურ ადგილზე და ასევე მათი სუბსტრატის სპეციფიკურობის მიხედვით. ისინი არიან ტრიფსინის მსგავსი, ქიმოტრიფსინის მსგავსი, თრომბინის მსგავსი, ელასტაზას მსგავსი და სუბტილიზინის მსგავსი.
სურათი 03: სერინის პროტეაზა
ტრიფსინისმაგვარი პროტეაზები არღვევს პეპტიდურ კავშირებს დადებითად დამუხტული ამინომჟავის შემდეგ, როგორიცაა ლიზინი ან არგინინი. ისინი სპეციფიკურია უარყოფითად დამუხტული ნარჩენებისთვის, როგორიცაა ასპარტინის მჟავა ან გლუტამინის მჟავა. ქიმოტრიფსინის მსგავსი პროტეაზები უფრო ჰიდროფობიურია. მათი სპეციფიკა მდგომარეობს დიდ ჰიდროფობიურ ნარჩენებში, როგორიცაა ტიროზინი, ტრიპტოფანი და ფენილალანინი. თრომბინის მსგავს პროტეაზებს მიეკუთვნება თრომბინი, რომელიც არის ქსოვილის მააქტიურებელი პლაზმინოგენი და პლაზმინი. ეს ხელს უწყობს სისხლის კოაგულაციას და საჭმლის მონელებას და ასევე პათოფიზიოლოგიას ნეიროდეგენერაციული დარღვევების დროს. ელასტაზას მსგავს პროტეაზებს ურჩევნიათ ისეთი ნარჩენები, როგორიცაა ალანინი, გლიცინი და ვალინი. სუბტილიზინის მსგავსი პროტეაზები შეიცავს სერინს პროკარიოტებში. მას იზიარებს კატალიზური მექანიზმი, რომელიც იყენებს კატალიზურ ტრიადას ნუკლეოფილური სერინის შესაქმნელად. სერინის პროტეაზას აქტივობის რეგულირება მოითხოვს პროტეაზას საწყისი აქტივაციას და ინჰიბიტორების სეკრეციას.
რა მსგავსებაა ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზას შორის?
- ასპარტილის, ცისტეინის და სერინის პროტეაზები ახორციელებენ ცილების დაშლას პეპტიდური ბმების გაწყვეტით.
- მექანიზმები მსგავსია, როდესაც აქტიური ადგილის ნარჩენები თავს ესხმიან პეპტიდურ ბმებს, რაც იწვევს მის გაფუჭებას.
- ყველა შეიცავს ნუკლეოფილებს.
- ისინი ყველა ცილაა.
რა განსხვავებაა ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზას შორის?
ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზებს შორის ძირითადი განსხვავება დამოკიდებულია მათ ფუნქციურ ჯგუფზე, რომელიც მოქმედებს როგორც კატალიზური ნარჩენები. ასპარტილ პროტეაზაში კარბოქსილის მჟავას ჯგუფი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი, ხოლო ცისტეინ პროტეაზაში თიოლის ან სულფჰიდრილის ჯგუფი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი, ხოლო სერინის პროტეაზაში ჰიდროქსილის ჯგუფი ან ალკოჰოლი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი.
ასპარტილ პროტეაზებს აქვთ ასპარტატის აქტიური ადგილი, ხოლო ცისტეინის პროტეაზებს აქვთ ცისტეინის აქტიური ადგილი.სერინის პროტეაზას აქტიური ადგილის ნარჩენი არის ჰიდროქსილის ჯგუფი. ამრიგად, ეს არის კიდევ ერთი განსხვავება ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზებს შორის. სერინისა და ცისტეინის პროტეაზებისგან განსხვავებით, ასპარტილის პროტეაზები არ ქმნიან კოვალენტურ შუალედს დაშლის პროცესში. მაშასადამე, პროტეოლიზი ხდება ასპარტილ პროტეაზების ერთ საფეხურზე.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა წარმოგიდგენთ განსხვავებებს ასპარტილცისტეინსა და სერინის პროტეაზებს შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე - ასპარტილ ცისტეინი vs სერინის პროტეაზები
პროტეაზები არის ფერმენტები, რომლებიც კატალიზირებენ ცილების დაშლას უფრო მცირე პოლიპეპტიდებად ან ამინომჟავებად. ასპარტილ ცისტეინსა და სერინის პროტეაზებს შორის მთავარი განსხვავებაა ფუნქციური ჯგუფი, რომელიც მოქმედებს როგორც მათი კატალიზური ნარჩენი. კარბოქსილის მჟავას ჯგუფი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი ასპარტილ პროტეაზაში, ხოლო თიოლის ან სულფჰიდრილის ჯგუფი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი ცისტეინ პროტეაზაში. ჰიდროქსილის ჯგუფი ან ალკოჰოლი მოქმედებს როგორც ფუნქციური ჯგუფი სერინის პროტეაზაში.
