Perché la pepsina ha una carica negativa a pH molto basso? An Analysis of Conserved Charged Residues in Aspartic Proteinases

Abstract

La pepsina ha diverse proprietà che sono notevolmente diverse da quelle comuni ad altre proteine. Ha un pH ottimale molto basso per l’idrolisi di diversi substrati e un’alta attività a pH 2. Questo implica una struttura terziaria molto stabile in condizioni in cui molte proteine sono completamente denaturate. Queste proprietà della pepsina sono critiche per la sua funzione fisiologica che si svolge nelle condizioni di estrema acidità del lume gastrico. Lì i nuclei idrofobici spiegati delle proteine da scindere sono esposti al primo attacco idrolitico della pepsina. Un’altra proprietà molto specifica della pepsina è il suo punto isoelettrico estremamente basso. Ha una carica negativa netta nell’intervallo di valori di pH bassi, compreso il pH ottimale per l’attività catalitica. Le proteine da scindere hanno una carica positiva netta in questo intervallo di pH. Queste caratteristiche molecolari della pepsina sono strettamente interdipendenti, in quanto sono tutte la conseguenza delle disposizioni e delle interazioni specifiche dei gruppi carichi nella struttura tridimensionale dell’enzima. I dati sulla struttura raffinata della pepsina A suina a 1,8 Å di risoluzione (Sielecki et al., 1990) hanno indicato la loro spiegazione. La pepsina suina è stata anche raffinata a 2,3 Å di risoluzione nella forma cristallina monoclina da Abad-Zapatero et al. (1990) e nella forma esagonale da Cooper et al. (1990).