e10-1天冬氨酸蛋白酶与金属蛋白酶

1、el 0-1天冬氨酸蛋白酶与金属蛋白酶天冬氨酸蛋白酶的催化机制一般可分为以下几步:.水和多肽底物进入两重对称的活性中心。进入活性中心Asp 32OHOCaNH-H?!OAsp 215CaNH Pi-ip/ Aq0 NH-ip A。弋 NHYhAsp 215.两个Asp残基的竣基具有不同的pKa。pKa高的Asp残基（Asp32）上的竣基作为广义碱从水分子中抽取一个质子，随之产生的OH-亲核进攻肽键上的堤基碳，形成氧负离子。氧负离子再转而亲核进攻活性中心pKa低的Asp215残基上的竣基,从中夺取质子，于是pKa低的Asp残基充当广义酸，为氧负离子提供质子，形成四面体状中间物。Asp 32O O

2、HAsp 215. Asp32和Asp215相互之间进行酸碱反响，质子从Asp32传至U Asp215oAsp 32Asp 215Asp 32CaN OH/I1 HN。丫。HAsp 215Asp 32Asp 320一HCaN OH-ip/ Xd1HO jaHN0、,OH.Asp32和Asp215的酸碱催化导致四面体中间物的拆分，产物得以释放。最后Asp32和Asp215再次进行质子交换，从而使得它们各自回到催化前的状态。属于金属蛋白酶的有：嗜热菌蛋白酶(thennolysin)竣肽酶A (carboxypeptidsase A,CPA)和B,这里以CPA为例简要说明它们的催化机理。CPA主要催

3、化肽链C-端为芳香族氨基酸或侧链较大的脂肪族氨基酸残基的水解。它属于使用Zn2+进行催化的水解酶家族的一员，属于这一家族的水解酶还有血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme)、胶原酶(collagenase)和某些细胞外基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases, MMP）。图elO-l(l)竣肽酶A疏水口袋与底物的结合以及作为广义碱催化的G1U270CPA的特异性由其活性中心的形状和化学性质决定，多肽底物结合在疏水口袋之中。疏水口袋特别适合容纳C-端为芳香族或较大的脂肪酸氨基酸的侧链。参与对多肽底物C-端 氨基酸残基选择的有Asnl4

4、4、Argl45和Tyr248,它们与末端竣基以氢键结合图elO-l(l)。 CPA的两个催化基团一个是Glu270,另一个Zn2+,它们直接参与水解反响。Glu270作为一 个广义碱，激活作为弱亲核进攻试剂的水分子，或者自己作为亲核基团直接进攻肽键上的堤 基碳；Zd+与CPA分子上的三个氨基酸残基His69、Hisl96和Glu72配位结合，如果没 有底物，那么还有一个水分子会与ZM+配位结合，这个水分子很可能就是参与水解的。如果有 底物，Z/+就与底物C-端肽键上的皴基氧结合，产生临近和稳定效应。关于两个催化基团催化确实切机制还有争议图el0-l(2), 一种观点认为(机制A), GE270直接作为亲核催化剂，进攻肽键的被基碳，导致竣酸酎中间物的形成，而Z/+是作 为亲电催化剂将底物水分子“抓”到中间物旁边；另一种观点认为(机制B), G1U270和ZN+ 分别作为广义碱和Lewis酸