Tofauti kuu kati ya aspartyl cysteine na serine proteases ni vikundi vyao vya utendaji ambavyo hufanya kazi kama mabaki ya kichocheo. Kikundi kinachofanya kazi ambacho hufanya kama mabaki ya kichocheo cha aspartyl protease ni kikundi cha asidi ya kaboksili, wakati katika cysteine protease, kikundi cha thiol au sulfhydryl hufanya kama kikundi cha kazi katika mabaki ya kichocheo, na katika serine protease, kikundi cha hidroksili au vitendo vya pombe. kama kikundi kinachofanya kazi kwenye mabaki ya kichocheo.
Protease ni vimeng'enya vinavyochochea proteolysis, ambayo ni mgawanyiko wa protini kuwa polipeptidi ndogo au asidi amino. Utaratibu huu unafanyika kwa kukata vifungo vya peptidi ndani ya protini kwa mchakato wa hidrolisisi. Protini huhusika katika kazi nyingi za kibiolojia, kama vile usagaji wa protini zilizomezwa, ukataboli wa protini, na uashiriaji wa seli. Proteases zipo katika aina zote za maisha. Aspartyl, cysteine, na serine ni protini tatu muhimu ambazo huchukua jukumu muhimu katika viumbe hai.
Aspartyl Proteases ni nini?
Aspartyl proteases ni aina ya vimeng'enya vinavyovunja protini. Zina aspartate mbili zilizohifadhiwa sana kwenye tovuti inayotumika, na zinafanya kazi kikamilifu katika pH ya asidi. Protesi hizi hutenganisha vifungo vya dipeptidi ambavyo vina mabaki ya haidrofobu na vile vile kikundi cha beta-methylene. Utaratibu wa kichocheo wa aspartyl protease ni utaratibu wa asidi-msingi. Hii inahusisha uratibu wa molekuli ya maji yenye mabaki mawili ya aspartate. Aspartate moja huwezesha molekuli ya maji kwa kuondoa protoni. Hii huwezesha maji kufanya shambulio la nukleofili kwenye kaboni ya kabonili ya substrate. Kama matokeo, hutoa oksini ya tetrahedral ya kati ambayo imetuliwa na vifungo vya hidrojeni na mabaki ya pili ya aspartate. Upangaji upya wa sehemu hii ya kati unawajibika kwa mgawanyiko wa peptidi katika bidhaa mbili za peptidi.
Kielelezo 01: Aspartyl Protease
Kuna familia tano za ziada za aspartic proteases: Clan AA ambayo ni familia, Clan AC, ambayo ni ishara ya familia ya peptidase II, Clan AD, ambayo ni familia ya presenilin, Clan AE, ambayo ni familia ya GPR endopeptidase, na Ukoo wa AF, ambao ni familia ya watu wengi.
Cysteine Proteases ni nini?
Cysteine proteases ni kundi la vimeng'enya vya hydrolase ambavyo huharibu protini. Zinaonyesha utaratibu wa kichocheo unaohusisha nucleofili cysteine thiol katika triad au dyad ya kichocheo. Hatua ya awali katika utaratibu wa kichocheo wa cysteine proteases ni deprotonation. Kikundi cha thiol hutenganishwa ndani ya tovuti hai ya kimeng'enya na asidi ya amino iliyo karibu kama vile histidine, ambayo ina mnyororo wa msingi wa upande. Hatua inayofuata ni shambulio la nucleophilic na salfa ya anionic iliyoharibiwa ya cysteine kwenye substrate. Hapa, kipande cha substrate kinatolewa na amine, na mabaki ya histidine katika protease hurejesha fomu yake iliyoharibiwa. Hii inasababisha kuundwa kwa thioester ya kati ya substrate, kuunganisha terminal mpya ya kaboksi na cysteine thiol. Dhamana ya thioester huchanganyika na kutoa kiasi cha asidi ya kaboksili kwenye kipande kilichobaki cha mkatetaka.
Kielelezo 02: Cysteine Protease
Cysteine proteases hutekeleza majukumu mengi katika fiziolojia na ukuzaji. Katika mimea, wana jukumu muhimu katika ukuaji, ukuzaji, mkusanyiko, na uhamasishaji wa protini za uhifadhi. Kwa binadamu, ni muhimu katika ucheshi na upungufu wa damu, mwitikio wa kinga ya mwili, uchakataji wa prohormone, na urekebishaji wa matriki ya nje ya seli hadi ukuzaji wa koni.
Serine Proteases ni nini?
Serine protease pia ni kundi la vimeng'enya vya proteolytic ambavyo hupasua vifungo vya peptidi katika protini. Serine hutumika kama asidi ya amino ya nukleofili kwenye tovuti hai ya kimeng'enya. Hizi zipo katika eukaryotes na prokaryotes. Serine proteases kwa kawaida hugawanywa katika kategoria tofauti na muundo bainifu unaojumuisha vikoa viwili vya beta-barrel vinavyoungana kwenye tovuti ya kichocheo amilifu na pia kulingana na umaalum wao wa substrate. Zinafanana na trypsin, chymotrypsin-like, thrombin-like, elastase-like, na subtilisin-like.
Kielelezo 03: Serine Protease
Proteasi zinazofanana na trypsin hupasua bondi za peptidi kufuatia asidi ya amino iliyo na chaji chanya kama vile lysine au arginine. Ni mahususi kwa mabaki yenye chaji hasi kama vile asidi aspartic au asidi ya glutamic. Protease zinazofanana na Chymotripsin zina haidrofobu zaidi. Umaalumu wao unatokana na mabaki makubwa ya haidrofobu kama vile tyrosine, tryptophan, na phenylalanine. Protease zinazofanana na thrombi ni pamoja na thrombin, ambayo ni plasminojeni inayowasha tishu, na plamini. Hizi husaidia katika kuganda kwa damu na usagaji chakula na pia katika pathofiziolojia katika matatizo ya neurodegenerative. Protease zinazofanana na elastase hupendelea mabaki kama vile alanine, glycine, na valine. Proteasi zinazofanana na subtilisin ni pamoja na serine katika prokariyoti. Inashiriki utaratibu wa kichocheo kutumia utatu wa kichocheo ili kuunda serine ya nukleofili. Udhibiti wa shughuli za serine protease unahitaji uanzishaji wa awali wa protease na usiri wa vizuizi.
Je, Kuna Ufanano Gani Kati ya Aspartyl Cysteine na Serine Proteases?
- Aspartyl, cysteine, na serine proteases huchochea kuvunjika kwa protini kwa kupasuka kwa vifungo vya peptidi.
- Taratibu zinafanana ambapo mabaki ya tovuti amilifu hushambulia vifungo vya peptidi na kusababisha kukatika.
- Zote zina nukleofili.
- Zote ni protini.
Nini Tofauti Kati ya Aspartyl Cysteine na Serine Proteases?
Tofauti kuu kati ya aspartyl cysteine na serine proteases inategemea kundi lao la utendaji kazi, ambalo hufanya kazi kama mabaki ya kichocheo. Katika aspartyl protease, kikundi cha asidi ya kaboksili hufanya kazi kama kikundi kinachofanya kazi, huku katika cysteine protease, kikundi cha thiol au sulfhydryl hufanya kama kikundi kinachofanya kazi, na katika serine protease, kikundi cha haidroksili au alkoholi hufanya kama kikundi kazi.
Aspartyl proteases zina aspartate active site, huku cysteine proteases zina cysteine active site. Mabaki ya tovuti hai ya serine protease ni kundi la hidroksili. Kwa hivyo, hii pia ni tofauti nyingine kati ya aspartyl cysteine na serine proteases. Tofauti na serine na cysteine proteases, aspartyl proteases si kuunda covalent kati wakati wa mchakato wa cleaving. Kwa hivyo, proteolysis hutokea katika hatua moja kwa aspartyl proteases.
Infografia iliyo hapa chini inawasilisha tofauti kati ya aspartyl cysteine na serine proteases katika umbo la jedwali kwa ulinganisho wa ubavu.
Muhtasari – Aspartyl Cysteine vs Serine Proteases
Protease ni vimeng'enya vinavyochochea mgawanyiko wa protini kuwa polipeptidi ndogo au asidi amino. Tofauti kuu kati ya aspartyl cysteine na serine proteases ni kundi tendaji ambalo hufanya kazi kama mabaki yao ya kichocheo. Kundi la asidi ya kaboksili hufanya kama kundi tendaji katika aspartyl protease, wakati kundi la thiol au sulfhydryl hufanya kama kundi tendaji katika cysteine protease. Kikundi cha haidroksili au pombe hufanya kama kundi tendaji katika serine protease.
