La función y el mecanismo de la tripsina

Trypsin:

Tripsina, una enzima en la primera parte del intestino delgado, comienza a digerir moléculas de proteínas escindiendo estas largas cadenas de aminoácidos en fragmentos más pequeños. Es una serina proteasa de la superfamilia de clan PA que está presente en el sistema digestivo de muchos vertebrados e hidrolizos proteínas. La tripsina se forma en el intestino delgado cuando se activa su forma de zimógeno (tripsinógeno producido por el páncreas). La tripsina escinde las cadenas de péptidos principalmente en el lado carboxilo de los aminoácidos lisina o arginina. Se usa en muchos procesos biotechnológicos. El proceso. se llama comúnmente proteólisis tríptica o tripsinización y proteínas que se han tripsinizado/tratado se dice que se tripsinizó. La tripsina fue descubierta por Wilhelm Kühne en 1876 y lleva el nombre de la antigua palabra griega para ROB, ya que originalmente fue aislado por la pancrea con el pancreas con glicerol.

Función

En el duodeno, la tripsina cataliza la hidrólisis de los enlaces de péptidos, descomponiendo las proteínas en péptidos más pequeños. Los productos de péptidos se hidrolizan aún más por otras proteasas en aminoácidos, lo que las hace disponibles para la absorción en el torrente sanguíneo. Porque las proteínas generalmente son demasiado grandes para ser absorbidas a través del revestimiento del intestino delgado.La tripsina se produce en el páncreas como el tripsinógeno zimógeno inactivo. Cuando el páncreas es estimulado por la colecistokinina, se secreta a través del conducto pancreático en la primera parte del intestino delgado (duodeno). enteropeptidasa) activa tripsinógeno a tripsina por escisión proteolítica. La tripsina luego activa la tripsina, quimotripsina y carboxipeptidasa adicionales.

Mecanismo

El mecanismo enzimático es similar a otras serina proteasas. Estas enzimas contienen una tríada catalítica que consiste en histidina 57, aspartato 102 y serina 195. Esta tríada catalítica se conocía anteriormente como el sistema de retención de carga, lo que implica la extracción de protons de serina a histidina a histidina y de histidina a aspartato, pero dado que la RMN proporcionó evidencia de que el serinol resultante. La forma de sal tiene un tirón más fuerte en los protones que el anillo de imidazol de histidina, contrario al pensamiento actual, la serina e histidina tienen una parte efectiva de los protones con los cuales Forman enlaces de hidrógeno cortos y bajos de la barrera. De esta manera, la serina nucleofílica en el sitio activo aumenta, facilitando su ataque al carbono de amida durante la proteólisis. La reacción enzimática catalizada por la tripsina es termodinámicamente favorable, pero requiere una gran cantidad de activación de activación Energía (es "cinéticamente desfavorable "). Además, la tripsina contiene una "cavidad de oxianión " formada por el átomo de hidrógeno amida de la columna vertebral S de Gly-193 y Ser-195, que estabiliza la carga negativa acumulada en el oxígeno de amida después del ataque nucleofílico en el carbono de amida plana mediante un enlace de hidrógeno. El oxígeno de la serina hace que el carbono asuma una geometría tetraédrica. Esta estabilización de este intermedio tetrahedal Contribuye a la disminución de la barrera de energía para su formación, con una disminución concomitante en la energía libre del estado de transición. La unión a la perfección de los estados de transición es una característica clave de la química enzimática.El residuo negativo de ácido aspártico (ASP 189), ubicado en el bolsillo catalítico de tripsina (S1), es responsable de atraer y estabilizar lisina y/o arginina cargadas positivamente, y por lo tanto la especificidad de la enzima. Esto significa que la tripsina escinde proteínas principalmente en adelante. El lado carboxilo (o "lado terminal ") de los aminoácidos lisina y arginina, a menos que cualquiera de estos se una a la prolina C-terminal, aunque los datos de espectrometría de masas a gran escala sugieren que la escisión ocurre incluso con prolina. La tripsina Considerado una endopeptidasa, es decir, la escisión ocurre dentro de la cadena de polipéptidos en lugar de en el aminoácido terminal ubicado al final del polipéptido.

Característica

La tripsina humana funciona de manera óptima a aproximadamente 37 ° C. En contraste, el bacalao del Atlántico tiene varias tripsinas para que los peces ectotérmicos sobrevivan a diferentes temperaturas corporales. La tripsina del código incluye tripsina I, que tiene un rango de actividad de 4 a 65 ° C (40 a 150 ° F), con una actividad máxima a 55 ° C (130 ° F), y tripsina Y, que tiene un rango de 2 a 30 ° C (36 a 86 ° F) y 21 ° C (70 ° F) para la máxima actividad.Como proteína, la tripsina tiene diferentes pesos moleculares dependiendo de la fuente. Por ejemplo, se ha informado que la tripsina de fuentes bovinas y porcinas tiene un peso molecular de 23.3 kDa.La actividad de la tripsina no se ve afectada por el inhibidor de la enzima tosilfenilanil clorometil cetona TPCK, que inactiva la quimotripsina.La tripsina debe almacenarse a temperaturas muy frías (entre -20 y -80 ° C) para evitar la autólisis, que también se puede obstaculizar almacenando tripsina a pH 3 o utilizando tripsina metilada reductivamente. 8.

Significación clínica

La escisión proteolítica del tripsinógeno en el páncreas activa la tripsina, lo que lleva a una cascada de eventos que conducen a la autodigestión pancreática, lo que resulta en pancreatitis. Una de las consecuencias de la fibrosis autosómica recesiva es el transporte insuficiente de la trippsina y otras enzimas digestivas en el Pancreas. puede conducir a una condición llamada meconio íleo, que involucra el bloqueo intestinal (obstrucción intestinal) debido al meconio engrosado, que generalmente se descompone por tripsina y otras proteasas y luego se desmayan con las heces.

Solicitud

La tripsina es abundante en el páncreas y se puede purificar con bastante facilidad. Por lo tanto, se ha utilizado ampliamente en varios procesos biotecnológicos.

En los laboratorios de cultivo de tejidos, la tripsina se usa para resuspender las células que se adhieren a las paredes de los platos de cultivo celular durante la recolección de células. Algunos tipos de células se adhieren a los lados y los platos de cultivo de la parte inferior cuando se cultivan in vitro. La tripsina se usa para escindir las proteínas que mantienen las células cultivadas en el plato para que las células puedan retirarse del plato.La tripsina también se puede usar para disociar células aisladas (por ejemplo, antes de la fijación y la clasificación de la celda).

La tripsina se puede usar para descomponer la caseína en la leche materna. Si se agrega tripsina a la solución de leche en polvo, la descomposición de la caseína volverá a la leche translúcida. La velocidad de reacción se puede medir utilizando la cantidad de tiempo que tarda la leche en ser translúcida.La tripsina se usa comúnmente en la investigación biológica durante los experimentos proteómicos para digerir proteínas en péptidos para el análisis de espectrometría de masas, como la digestión en gel. La tripsina es particular El grupo carbonilo es contribuido con un residuo de arginina o lisina. La tripsina también se usa para disolver los coágulos sanguíneos en forma microbiana y tratar la inflamación en forma pancreática.En la medicina veterinaria, la tripsina es un ingrediente en productos de pulverización de heridas como el escrisol, que disuelve el tejido muerto y el pus de las heridas en caballos, vacas, perros y gatos.

In comida

Las preparaciones comerciales de proteasa generalmente consisten en una mezcla de diversas proteasas, a menudo incluyendo tripsina. Estas preparaciones se utilizan ampliamente en el procesamiento de alimentos:

• Actúa como una enzima para hornear para mejorar la trabajabilidad de la masa.

• Derivando condimentos y condimentos de proteínas vegetales o animales, y haciendo salsas.

• Controla el desarrollo de aroma en queso y productos lácteos.

• Mejorar la textura de los productos de pescado.

• Ablastra la carne.

• Durante la estabilización fría de la cerveza.

• En la producción de alimentos hipoalergénicos, las proteasas descomponen proteínas alergénicas específicas en péptidos no alergénicos, por ejemplo, las proteasas se usan en la producción de alimentos para bebés hipoalergénicos a partir de la leche de vaca, reduciendo así el riesgo de que los bebés desarrollen alergias a la leche.