Enzymatische Katalyse am Beispiel der Serinprotease Chymotrypsin 1
Bedeutung der Reaktion Proteasen: Enzyme, die Proteine hydrolysieren Die Reaktion: Spaltung einer Amidbindung Peptidische Bindung Ala-Gly-Dipeptid Alanin Glycin Serinproteasen: Untergruppe der Proteasen mit Seringruppe im katalytischen Zentrum 2
Tetraedrische Zwischenstufe Amidhydrolyse unter alkalischen Bedingungen Tetraedrische Zwischenstufe Amin 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“ Asp 102 Ser 195 His 57 9
1. Schritt: Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes Asp 102 Ser 195 His 57 1010
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Asp 102 Ser 195 His 57 1111
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Erhöhte Nucleophilie der Ser-195-Gruppe durch einen Protonenübertragung auf His-57 Asp 102 Ser 195 His 57 1212
2.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Enzymatische Bindungstasche bindet die tetraedrische Zwischenstufe besonders gut ->DG0tet vergleichsweise niedrig Asp 102 Ser 195 His 57 1313
3.Schritt: Spaltung der Peptidbindung Asp 102 Ser 195 His 57 1414
Rückübertragung des Protons von His-57 auf das Substrat 3.Schritt: Spaltung der Peptidbindung Rückübertragung des Protons von His-57 auf das Substrat Asp 102 Ser 195 His 57 15
4.Schritt: Freisetzung des Amins... Asp 102 Ser 195 His 57 16
...im Austausch mit Wasser Asp 102 Ser 195 His 57 17
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Asp 102 Ser 195 His 57 18
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Erneute Protonenübertragung auf His-57 erhöht die Nucleophilie des Wassers Asp 102 Asp 102 Ser 195 Ser 195 His 57 His 57 19
5.Schritt: Bildung der tetraedrischen Zwischenstufe Asp 102 Asp 102 Ser 195 Ser 195 His 57 His 57 20
6.Schritt: Abspaltung der Säure Asp 102 Asp 102 Ser 195 Ser 195 His 57 His 57 21
6.Schritt: Abspaltung der Säure Die abschließende Protonenübertragung auf Ser-195 schließt den Katalysecyclus Asp 102 Asp 102 Ser 195 Ser 195 His 57 His 57 22
6.Schritt: Abspaltung der Säure Asp 102 Asp 102 Ser 195 Ser 195 His 57 His 57 23