Pourquoi la pepsine a-t-elle une charge négative à très faible pH ? Une analyse des résidus chargés conservés dans les protéases aspartiques

Abstract

La pepsine a plusieurs propriétés qui sont nettement différentes de celles communes aux autres protéines. Elle présente un optimum de pH très bas pour l’hydrolyse de différents substrats et une activité élevée à pH 2, ce qui implique une structure tertiaire très stable dans des conditions où de nombreuses protéines sont entièrement dénaturées. Ces propriétés de la pepsine sont essentielles pour sa fonction physiologique qui se déroule dans les conditions d’acidité extrême de la lumière gastrique. Là, les noyaux hydrophobes dépliés des protéines à cliver sont exposés à la première attaque hydrolytique de la pepsine. Une autre propriété très spécifique de la pepsine est son point isoélectrique extrêmement bas. Elle a une charge négative nette dans la gamme des valeurs de pH faibles, y compris le pH optimal pour l’activité catalytique. Les protéines à cliver ont une charge positive nette dans cette gamme de pH. Ces caractéristiques moléculaires de la pepsine sont étroitement interdépendantes car elles sont toutes la conséquence de la disposition et de l’interaction spécifiques des groupes chargés dans le repli tridimensionnel de l’enzyme. Les données sur la structure A raffinée de la pepsine porcine à une résolution de 1,8 Å (Sielecki et al., 1990) ont permis de les expliquer. La pepsine porcine a également été raffinée à une résolution de 2,3 Å dans la forme cristalline monoclinique par Abad-Zapatero et al. (1990) et dans la forme cristalline hexagonale par Cooper et al. (1990).