La quimotripsina ( EC 3.4.21.1, quimotripsinas A y B, alfa-quimar ophth, avazyme, chymar, chymotest, enzeon, quimar, quimotrasa, alfa-quimar, alfa-quimotripsina A, alfa-quimotripsina) es un componente enzimático digestivo del jugo pancreático. actuando en el duodeno , donde realiza la proteólisis , la degradación de proteínas y polipéptidos. [2] La quimotripsina escinde preferentemente los enlaces peptídicos amida donde la cadena lateral del aminoácido N-terminal del enlace amida escindible (la posición P 1 ) es un aminoácido hidrófobo grande ( tirosina , triptófano y fenilalanina ). [3] Estos aminoácidos contienen un anillo aromático en su cadena lateral que encaja en un bolsillo hidrofóbico (la posición S 1 ) de la enzima. Se activa en presencia de tripsina . La complementariedad hidrofóbica y de forma entre la cadena lateral del sustrato peptídico P 1 y la cavidad de unión de la enzima S 1 explica la especificidad del sustrato de esta enzima. [4] [5] La quimotripsina también hidroliza otros enlaces amida en péptidos a velocidades más lentas, particularmente aquellos que contienen leucina en la posición P 1 . [6]
Estructuralmente, es la estructura arquetípica de su superfamilia , el clan de proteasas PA.
La quimotripsina se sintetiza en el páncreas. Su precursor es el quimotripsinógeno . La tripsina activa el quimotripsinógeno escindiendo enlaces peptídicos en las posiciones Arg15 – Ile16 y produce π-quimotripsina. A su vez, el grupo amínico (-NH3 + ) del residuo Ile16 interactúa con la cadena lateral de Asp194, produciendo el "agujero oxianión" y el "bolsillo S1" hidrofóbico. Además, la quimotripsina induce su propia activación escindiéndose en las posiciones 14-15, 146-147 y 148-149, produciendo α-quimotripsina (que es más activa y estable que π-quimotripsina). [7] La molécula resultante es una molécula de tres polipéptidos interconectados mediante enlaces disulfuro .
In vivo , la quimotripsina es una enzima proteolítica ( serina proteasa ) que actúa en los sistemas digestivos de muchos organismos. Facilita la ruptura de enlaces peptídicos mediante una reacción de hidrólisis que, a pesar de ser termodinámicamente favorable, se produce de forma extremadamente lenta en ausencia de un catalizador. Los principales sustratos de la quimotripsina son los enlaces peptídicos en los que el aminoácido N-terminal del enlace es triptófano, tirosina, fenilalanina o leucina. Como muchas proteasas, la quimotripsina también hidroliza los enlaces amida in vitro , una virtud que permitió el uso de análogos de sustrato como la N-acetil-L-fenilalanina p-nitrofenil amida para ensayos enzimáticos.
La quimotripsina escinde los enlaces peptídicos atacando el grupo carbonilo no reactivo con un poderoso nucleófilo, el residuo de serina 195 ubicado en el sitio activo de la enzima, que brevemente se une covalentemente al sustrato, formando un intermedio enzima-sustrato. Junto con la histidina 57 y el ácido aspártico 102, este residuo de serina constituye la tríada catalítica del sitio activo. Estos hallazgos se basan en ensayos de inhibición y en el estudio de la cinética de escisión del sustrato antes mencionado, aprovechando el hecho de que el intermedio enzima-sustrato p -nitrofenolato tiene un color amarillo, lo que permite medir su concentración midiendo la absorbancia de la luz a 410 nm.
La catálisis con quimotripsina de la hidrólisis de un sustrato proteico (en rojo) se realiza en dos pasos. En primer lugar, la nucleofilicidad de Ser-195 se ve reforzada por la catálisis de base general en la que el protón del grupo hidroxilo de serina se transfiere al resto imidazol de His-57 durante su ataque al carbono carbonilo deficiente en electrones del sustrato proteico principal. cadena (paso k1). Esto ocurre mediante la acción concertada de los residuos de tres aminoácidos de la tríada catalítica. La acumulación de carga negativa en el intermedio tetraédrico resultante se estabiliza en el agujero oxianión del sitio activo de la enzima, mediante la formación de dos enlaces de hidrógeno con hidrógenos de amida adyacentes de la cadena principal.
El resto imidazolio His-57 formado en el paso k1 es un catalizador ácido general para la reacción k-1. Sin embargo, la evidencia de una catálisis ácida general similar de la reacción k2 (Tet2) [8] ha sido controvertida; [9] aparentemente el agua proporciona un protón al grupo saliente de la amina.
La descomposición de Tet1 (a través de k3) genera una enzima acilo, que se hidroliza con His-57 que actúa como base general (kH2O) en la formación de un intermedio tetraédrico, que se descompone para regenerar el resto hidroxilo de serina, así como el fragmento de proteína. con el extremo carboxilo recién formado.
La quimotripsina se ha utilizado durante la cirugía de cataratas. [10] Se comercializó bajo la marca Zolyse. [11]
