El uso común de la tríada catalítica para la hidrólisis por múltiples clanes de proteasas, incluido el clan PA, representa un ejemplo de evolución convergente . [7] Las diferencias en la tríada catalítica dentro del clan PA también son un ejemplo de evolución divergente de los sitios activos en las enzimas. [2]
Arriba, conservación de secuencia de 250 miembros del clan de proteasas PA ( superfamilia ). A continuación, conservación de secuencia de 70 miembros de la familia de proteasas C04. Las flechas indican residuos de la tríada catalítica . Alineado según la estructura de DALI
A pesar de conservar tan solo un 10% de identidad de secuencia, los miembros del clan PA aislados de virus, procariotas y eucariotas muestran homología estructural y pueden alinearse por similitud estructural (por ejemplo, con DALI ). [3]
Doble barril β
Todas las proteasas del clan PA comparten un motivo central de dos barriles β con catálisis covalente realizada por un motivo de tríada catalítica ácido-histidina-nucleófilo . Los barriles están dispuestos perpendicularmente uno al lado del otro con residuos hidrófobos que los mantienen unidos como armazón central de la enzima. Los residuos de la tríada se dividen entre los dos barriles para que la catálisis tenga lugar en su interfaz. [14]
Bucle de proteasa viral
Además del doble núcleo de barril β, algunas proteasas virales (como la proteasa TEV ) tienen un bucle C-terminal largo y flexible que forma una tapa que cubre completamente el sustrato y crea un túnel de unión. Este túnel contiene un conjunto de bolsas de unión estrechas de modo que cada cadena lateral del péptido sustrato (P6 a P1') está unida en un sitio complementario (S6 a S1') y la especificidad está otorgada por la gran área de contacto entre la enzima y el sustrato. [11] Por el contrario, las proteasas celulares que carecen de este bucle, como la tripsina , tienen una especificidad más amplia .
Además de la divergencia en su maquinaria catalítica central, las proteasas del clan PA también muestran una evolución muy divergente en su función. Los miembros del clan PA se pueden encontrar en eucariotas , procariotas y virus y abarcan una amplia gama de funciones. En los mamíferos, algunos participan en la coagulación de la sangre (p. ej., trombina ) y, por lo tanto, tienen una alta especificidad de sustrato, así como en la digestión (p. ej., tripsina ) con una amplia especificidad de sustrato. Varios venenos de serpientes también son proteasas del clan PA, como la hemotoxina de la víbora , e interfieren en la cascada de coagulación sanguínea de la víctima. Además, bacterias como Staphylococcus aureus secretan toxinas exfoliativas que digieren y dañan los tejidos del huésped. Muchos virus expresan su genoma como una poliproteína única y masiva y utilizan una proteasa del clan PA para escindirla en unidades funcionales (p. ej. , polio , norovirus y proteasas TEV ). [19] [20]
También hay varias pseudoenzimas en la superfamilia, donde los residuos de la tríada catalítica han sido mutados y, por lo tanto, funcionan como proteínas de unión. [21] Por ejemplo, la proteína de unión a heparina Azurocidina tiene una glicina en lugar del nucleófilo y una serina en lugar de histidina. [22]
Familias
Dentro del clan PA (P=proteasas de nucleófilos mixtos ), las familias se designan por su nucleófilo catalítico (C= cisteína proteasas , S= serina proteasas ). A pesar de la falta de homología de secuencia para el clan PA en su conjunto, las familias individuales dentro de él pueden identificarse por similitud de secuencia.
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enlaces externos
MEROPS: base de datos completa de proteasas
Superfamilia: una base de datos de pliegues de proteínas.