Proč má pepsin při velmi nízkém pH záporný náboj? An Analysis of Conserved Charged Residues in Aspartic Proteinases

Abstract

Pepsin má několik vlastností, které se výrazně liší od vlastností běžných pro ostatní proteiny. Má velmi nízké pH optimum pro hydrolýzu různých substrátů a vysokou aktivitu při pH 2. To znamená velmi stabilní terciární strukturu za podmínek, kdy je mnoho proteinů plně denaturováno. Tyto vlastnosti pepsinu jsou rozhodující pro jeho fyziologickou funkci, která probíhá v extrémně kyselých podmínkách žaludečního lumen. Tam jsou rozložená hydrofobní jádra štěpených bílkovin vystavena prvnímu hydrolytickému útoku pepsinu. Další velmi specifickou vlastností pepsinu je jeho extrémně nízký izoelektrický bod. Má čistý záporný náboj v rozsahu nízkých hodnot pH včetně pH optimálního pro katalytickou aktivitu. Štěpené bílkoviny mají v tomto rozmezí pH čistý kladný náboj. Tyto molekulární vlastnosti pepsinu jsou na sobě úzce závislé, protože všechny jsou důsledkem specifického uspořádání a interakce nabitých skupin v trojrozměrném záhybu enzymu. Údaje o rafinované struktuře prasečího pepsinu A s rozlišením 1,8 Å (Sielecki et al., 1990) poukázaly na jejich vysvětlení. Prasečí pepsin byl také rafinován při rozlišení 2,3 Å v monoklinické krystalové formě Abad-Zapatero et al. (1990) a v hexagonální krystalové formě Cooper et al.

(1990).