Perbezaan utama antara sistein aspartil dan protease serin ialah kumpulan berfungsi mereka yang bertindak sebagai sisa pemangkin. Kumpulan berfungsi yang bertindak sebagai residu pemangkin protease aspartil ialah kumpulan asid karboksilik, manakala dalam protease sistein, kumpulan tiol atau sulfhidril bertindak sebagai kumpulan berfungsi pada residu pemangkin, dan dalam protease serin, kumpulan hidroksil atau alkohol bertindak. sebagai kumpulan berfungsi pada sisa pemangkin.
Protease ialah enzim yang memangkinkan proteolisis, iaitu penguraian protein kepada polipeptida atau asid amino yang lebih kecil. Proses ini berlaku dengan membelah ikatan peptida dalam protein melalui proses hidrolisis. Protease terlibat dalam banyak fungsi biologi, seperti pencernaan protein yang ditelan, katabolisme protein, dan isyarat sel. Protease terdapat dalam semua bentuk kehidupan. Aspartil, sistein dan serin ialah tiga protease penting yang memainkan peranan penting dalam organisma hidup.
Apakah itu Aspartil Protease?
Protease aspartil ialah sejenis enzim pemecah protein. Mereka mempunyai dua aspartat yang sangat terpelihara dalam tapak aktif, dan ia aktif secara optimum pada pH berasid. Protease ini membelah ikatan dipeptida yang mempunyai sisa hidrofobik serta kumpulan beta-metilena. Mekanisme pemangkin aspartyl protease ialah mekanisme asid-bes. Ini melibatkan penyelarasan molekul air dengan dua sisa aspartat. Satu aspartat mengaktifkan molekul air dengan mengeluarkan proton. Ini membolehkan air melakukan serangan nukleofilik pada karbon karbonil substrat. Akibatnya, ia menghasilkan perantaraan oksianion tetrahedral yang distabilkan oleh ikatan hidrogen dengan sisa aspartat kedua. Penyusunan semula perantara ini bertanggungjawab untuk pemisahan peptida kepada dua produk peptida.
Rajah 01: Aspartyl Protease
Terdapat lima superfamili protease aspartik: Clan AA yang merupakan keluarga, Clan AC, yang merupakan keluarga isyarat peptidase II, Clan AD, yang merupakan keluarga presenilin, Clan AE, yang merupakan keluarga endopeptidase GPR, dan Clan AF, yang merupakan keluarga omptin.
Apakah itu Cysteine Protease?
Protease sistein ialah sekumpulan enzim hidrolase yang merendahkan protein. Mereka menunjukkan mekanisme pemangkin yang melibatkan tiol sistein nukleofilik dalam triad atau dyad pemangkin. Langkah awal dalam mekanisme pemangkin protease sistein ialah deprotonasi. Kumpulan tiol menjadi terdeprotonasi dalam tapak aktif enzim oleh asid amino bersebelahan seperti histidin, yang mempunyai rantai sisi asas. Langkah seterusnya ialah serangan nukleofilik oleh sulfur anionik terdeprotonasi sistein pada substrat. Di sini, serpihan substrat dilepaskan dengan amina, dan sisa histidin dalam protease memulihkan bentuk deprotonasinya. Ini mengakibatkan pembentukan perantaraan tioester substrat, menghubungkan terminal karboksi baru dengan tiol sistein. Ikatan thioester menghidrolisis untuk menghasilkan bahagian asid karboksilik pada serpihan substrat yang tinggal.
Rajah 02: Cysteine Protease
Protease sistein memainkan pelbagai peranan dalam fisiologi dan perkembangan. Dalam tumbuhan, mereka memainkan peranan penting dalam pertumbuhan, perkembangan, pengumpulan, dan mobilisasi protein simpanan. Pada manusia, ia penting dalam penuaan dan apoptosis, tindak balas imun, pemprosesan prohormon dan pembentukan semula matriks ekstraselular kepada pembangunan kon.
Apakah Serine Proteases?
Protease serin juga merupakan kumpulan enzim proteolitik yang membelah ikatan peptida dalam protein. Serine berfungsi sebagai asid amino nukleofilik di tapak aktif enzim. Ini terdapat dalam kedua-dua eukariota dan prokariot. Protease serin biasanya dibahagikan kepada kategori berbeza dengan struktur tersendiri yang terdiri daripada dua domain laras beta yang menumpu pada tapak pemangkin aktif dan juga berdasarkan kekhususan substratnya. Ia adalah seperti trypsin, seperti chymotrypsin, seperti thrombin, seperti elastase dan seperti subtilisin.
Rajah 03: Serine Protease
Protease seperti trypsin membelah ikatan peptida berikutan asid amino bercas positif seperti lisin atau arginin. Ia khusus untuk sisa bercas negatif seperti asid aspartik atau asid glutamat. Protease seperti chymotrypsin lebih hidrofobik. Kekhususan mereka terletak pada sisa hidrofobik yang besar seperti tirosin, triptofan, dan fenilalanin. Protease seperti thrombin termasuk thrombin, iaitu plasminogen yang mengaktifkan tisu, dan plasmin. Ini membantu dalam pembekuan darah dan pencernaan dan juga dalam patofisiologi dalam gangguan neurodegeneratif. Protease seperti elastase lebih suka residu seperti alanin, glisin, dan valine. Protease seperti subtilisin termasuk serin dalam prokariot. Ia berkongsi mekanisme pemangkin menggunakan triad pemangkin untuk mencipta serin nukleofilik. Peraturan aktiviti protease serin memerlukan pengaktifan protease awal dan rembesan perencat.
Apakah Persamaan Antara Aspartyl Cysteine dan Serine Proteases?
- Aspartil, sistein dan protease serin memangkinkan penguraian protein melalui pembelahan ikatan peptida.
- Mekanisme adalah serupa apabila sisa tapak aktif menyerang ikatan peptida menyebabkan ia terputus.
- Semua mengandungi nukleofil.
- Semuanya adalah protein.
Apakah Perbezaan Antara Aspartyl Cysteine dan Serine Proteases?
Perbezaan utama antara sistein aspartil dan protease serin bergantung pada kumpulan fungsinya, yang bertindak sebagai sisa pemangkin. Dalam protease aspartil, kumpulan asid karboksilik bertindak sebagai kumpulan berfungsi, manakala dalam protease sistein, kumpulan tiol atau sulfhidril bertindak sebagai kumpulan berfungsi, dan dalam protease serin, kumpulan hidroksil atau alkohol bertindak sebagai kumpulan berfungsi.
Protease aspartil mempunyai tapak aktif aspartat, manakala protease sistein mempunyai tapak aktif sistein. Sisa tapak aktif protease serin ialah kumpulan hidroksil. Oleh itu, ini juga merupakan satu lagi perbezaan antara sistein aspartil dan protease serin. Tidak seperti protease serin dan sistein, protease aspartil tidak membentuk perantaraan kovalen semasa proses pembelahan. Oleh itu, proteolisis berlaku dalam satu langkah untuk protease aspartil.
Maklumat di bawah menunjukkan perbezaan antara sistein aspartil dan protease serin dalam bentuk jadual untuk perbandingan sebelah menyebelah.
Ringkasan – Aspartyl Cysteine vs Serine Proteases
Protease ialah enzim yang memangkinkan penguraian protein kepada polipeptida atau asid amino yang lebih kecil. Perbezaan utama antara sistein aspartil dan protease serin ialah kumpulan berfungsi yang bertindak sebagai sisa pemangkin mereka. Kumpulan asid karboksilik bertindak sebagai kumpulan berfungsi dalam protease aspartil, manakala kumpulan tiol atau sulfhidril bertindak sebagai kumpulan berfungsi dalam protease sistein. Kumpulan hidroksil atau alkohol bertindak sebagai kumpulan berfungsi dalam protease serin.
