PEPTIDASAS

PEPTIDASAS
1
PEPTIDASAS
Peptidasas: Hidrolizan la unión entre el carboxilo de un aminoácido y
el α-amino del siguiente (unión peptídica) en una proteína.
Pueden ser exopeptidasas, si hidrolizan a partir del extremo Nterminal
(aminopeptidasas)
o
del
extremo
C-terminal
(carboxipeptidasas), o endopeptidasas, si hidrolizan en cualquier
unión peptídica (según su especificidad).
Existen también dipeptidasas, dipeptidil-peptidasas, etc.
El término peptidasas suele reservarse para las enzimas que cortan
péptidos pequeños, en tanto que el de proteasas o proteinasas se
aplica más frecuentemente a las endopeptidasas capaces de
hidrolizar péptidos grandes y proteínas.
2
FUNCIONES DE LAS PROTEINASAS.
1) Función digestiva.
a) Extracelular.
b) Intracelular.
2) Turnover proteico.
3) Procesamiento post-traduccional de proteínas.
a) Proteasas del péptido señal.
b) Proteasas de procesamiento de pro-Hormonas
y otras proteínas.
c) Dominio pro- en muchas proteinasas.
4) Invasión de tejidos (parásitos, metástasis tumorales).
3
CLASIFICACION DE LAS PEPTIDASAS.
Se las suele clasificar según los siguientes criterios:
1) Por la reacción catalizada: Son pocos los casos en que se
conoce exactamente la reacción catalizada, en términos de qué
unión es hidrolizada en el substrato.
Se aplica sobre todo a exopeptidasas.
2) Por el mecanismo catalítico: Es la más usada, desde su
propuesta por Brian Hartley hace más de 50 años. Se basa en
cuáles son los grupos que intervienen en la catálisis y en cómo
actúan.
3) Por su secuencia y estructura: Es la clasificación más moderna,
propuesta por Alan Barrett, y complementa a la anterior.
4
CLASES DE PROTEINASAS
Serin proteinasas.
Intermediario covalente con el OH de Ser.
Inhibidas por DIFP, PMSF, TLCK, TPCK,
leupeptina, quimostatina, inhibidores proteicos (serpinas).
Cistein proteinasas.
Intermediario covalente con el SH de Cys.
Inhibidas por E-64, organomercuriales, TLCK,
TPCK, leupeptina, inhibidores proteicos (cistatinas).
Aspartil proteinasas
Dos residuos de Asp, que en las de mamíferos
provienen uno de cada uno de dos dominios
homólogos, y en las virales (HIV) de dos subunidades.
pH óptimo muy ácido. Inhibidas por pepstatina.
Metaloproteinasas
Atomo metálico (frecuentemente Zn) ligado por dos
His y un Glu. Resto de la molécula en general poco
conservado. Inhibidas por quelantes de metales
(o-fenantrolina, EDTA).
Treonin proteinasas
Proteasoma (proteinasa multicatalítica). Treonina
en el sitio activo. Inhibidor: lactacistina.
Mecanismo desconocido:
"lista de espera de las proteinasas".
5
CLASIFICACION POR RELACION EVOLUTIVA
(Alan J. Barrett, Cambridge, U.K.)
Comparación de secuencias proteicas.
Clasificación en
Familias, cuyos miembros derivarían de una misma proteína
ancestral por evolución divergente. Tienen homología
estadísticamente significativa, al menos en el dominio catalítico
(es decir, en el que tiene actividad de proteasa).
Clanes, grupos de familias con una proteína ancestral común.
La homología de secuencia entre ellas es mucho mas baja, pero
se conservan el orden lineal de los residuos del sitio activo y los
pequeños grupos de residuos que los rodean; además, tienen
una estructura terciaria similar.
6
7
8
DETERMINACION DE LA CLASE MECANISTICA
A LA CUAL PERTENECE LA PROTEINASA.
Métodos actuales:
1) Susceptibilidad a inhibidores.
2) Secuenciación de la proteína.
3) Estudios de mutagénesis dirigida.
4) Cristalografía de Rayos X.
Métodos “históricos”
1) Identificación de intermediarios de la reacción.
2) Dependencia de la actividad con el pH.
3) Determinación del efecto de la sustitución de H20 por D20.
4) Estudios de modificación química.
9
SUSTRATOS USADOS PARA PEPTIDASAS
1. Proteínas o péptidos grandes, de origen natural.
2. Dipéptidos o tripéptidos con grupos cromogénicos o fluorogénicos.
3. Péptidos sintéticos.
Problemas que pueden presentarse si las enzimas no estan puras:
Z-Ala-Ala-Phe-- NHMec
Enzima con especificidad de quimotripsina
Aminometilcumarina
Neprilisina
Z-Ala-Ala + Phe-- NHMec
(fluorescente) + Z-Ala-Ala-Phe
Aminopeptidasa
Phe + Aminometilcumarina
10
DESCRIPCION DE LA ESPECIFICIDAD DE LAS PEPTIDASAS.
11
12
13
INHIBIDORES DE PEPTIDASAS
1) Moléculas pequeñas, naturales o sintéticas, basadas en una estructura
peptídica con el agregado de un grupo químicamente reactivo.
2) Moléculas pequeñas, sintéticas, sin estructura peptídica, pero con grupos
capaces de ligarse al sitio activo.
3) Quelantes de metales, en el caso de las metalopeptidasas.
4) Inhibidores proteicos naturales:
Serpinas para algunas serin proteinasas.
Cistatinas para algunas cistein proteinasas.
TIMPs para algunas metaloproteinasas.
Inhibidores sin distinción de clase catalítica: α-2-macroglobulina.
14