Prolil isomerase - Prolyl isomerase
| Peptidilprolil isomerase | |||||||||
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| Identificadores | |||||||||
| EC nº | 5.2.1.8 | ||||||||
| CAS no. | 95076-93-0 | ||||||||
| Bancos de dados | |||||||||
| IntEnz | Vista IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entrada BRENDA | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
| KEGG | Entrada KEGG | ||||||||
| MetaCyc | via metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologia Genética | AmiGO / QuickGO | ||||||||
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| Peptidil-prolil cis-trans isomerase, tipo PpiC | |||||||||
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| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | PPIase_PpiC | ||||||||
| Pfam | PF00639 | ||||||||
| InterPro | IPR000297 | ||||||||
| PRÓSITO | PDOC00840 | ||||||||
| Membranome | 599 | ||||||||
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A prolil isomerase (também conhecida como peptidilprolil isomerase ou PPIase ) é uma enzima ( EC 5.2.1.8 ) encontrada em procariotos e eucariotos que interconverte os isômeros cis e trans das ligações peptídicas com o aminoácido prolina . Proline tem uma ligação peptídica conformacionalmente restrita devido à sua estrutura cíclica com sua cadeia lateral ligada ao nitrogênio da amina secundária . A maioria dos aminoácidos tem uma forte preferência energética pela conformação da ligação peptídica trans devido ao impedimento estérico , mas a estrutura incomum da prolina estabiliza a forma cis de modo que ambos os isômeros são populados sob condições biologicamente relevantes. As proteínas com atividade de prolil isomerase incluem ciclofilina , FKBPs e parvulina , embora proteínas maiores também possam conter domínios de prolil isomerase .
Dobramento de proteínas
A prolina é única entre os aminoácidos naturais por ter uma diferença relativamente pequena na energia livre entre a configuração cis de sua ligação peptídica e a forma trans mais comum . A energia de ativação necessária para catalisar a isomerização entre cis e trans é relativamente alta: ~ 20kcal / mol ( cf. ~ 0kcal / mol para ligações regulares de peptídeo). Ao contrário das ligações peptídicas regulares, a ligação peptídica X-prolil não adotará a conformação pretendida espontaneamente, portanto, o processo de isomerização cis-trans pode ser a etapa de limitação de velocidade no processo de dobramento de proteínas . As prolil isomerases, portanto, funcionam como chaperonas de dobramento de proteínas . As ligações do peptídeo cis N-terminal aos resíduos de prolina estão frequentemente localizadas no primeiro resíduo de certos tipos de curvas fechadas na estrutura da proteína. As proteínas que contêm cis -prolinas estruturais no estado nativo incluem ribonuclease A , ribonuclease T1 , beta lactamase , ciclofilina e algumas interleucinas .
O dobramento da prolil isomerase pode ser autocatalítico e, portanto, a velocidade do dobramento depende da concentração do reagente. Acredita-se que a parvulina e a FKBP citosólica humana catalisem seus próprios processos de dobramento.
Evidência para isomerização de prolina
Os métodos para identificar a presença de um processo de isomerização de prolina limitante da taxa em um evento de dobramento de proteína incluem:
- Energias de ativação consistentes com a isomerização da prolina, que normalmente tem uma ativação de cerca de 20 kcal / mol.
- Cinética de dobramento de dois estados indicativa de populações de dobramento rápido e de dobramento lento no estado desdobrado ou desnaturado.
- Ensaios de "salto duplo" em que proteínas contendo prolina são desdobradas e redobradas, e a população de conformações de prolina não nativas são estudadas em função da extensão do dobramento.
- Aceleração da taxa de dobramento in vitro pela adição de uma prolil isomerase.
- Aceleração do vitro na taxa de dobragem no mutante proteína variantes com um ou mais resuos de prolina substituído por um outro aminoácido.
É importante notar que nem todas as ligações peptídicas de prolina são críticas para a estrutura ou função de uma proteína, e nem todas essas ligações têm uma influência significativa na cinética de dobramento, especialmente ligações trans . Além disso, algumas prolil isomerases têm um grau de especificidade de sequência e, portanto, podem não catalisar a isomerização de prolinas em certos contextos de sequência.
Ensaios de atividade da prolil isomerase
A atividade da prolil isomerase foi descoberta pela primeira vez usando um ensaio baseado em quimotripsina . A enzima proteolítica quimotripsina tem uma especificidade de substrato muito alta para o peptídeo de quatro resíduos Ala - Ala - Pro - Phe apenas quando a ligação do peptídeo prolina está no estado trans . Adicionar quimotripsina a uma solução contendo um peptídeo repórter com esta sequência resulta na clivagem rápida de cerca de 90% dos peptídeos, enquanto os peptídeos com ligações cis prolina - cerca de 10% em solução aquosa - são clivados a uma taxa limitada pela isomerização de prolina não catalisada . A adição de uma potencial prolil isomerase irá acelerar esta última fase de reação se ela tiver verdadeira atividade de prolil isomerase.
Referências
Leitura adicional
- Balbach J, Schmid FX (2000). "Isomerizarion da prolina e sua catálise no dobramento de proteínas". Em Pain RH (ed.). Mecanismos de dobramento de proteínas (2ª ed.). Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-963788-1.
- Fischer G, Bang H, Mech C (1984). "[Determinação da catálise enzimática para a isomerização cis-trans da ligação do peptídeo em peptídeos contendo prolina]". Biomédico. Biochim. Acta (em alemão). 43 (10): 1101-11. PMID 6395866 .
