تربسن

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
Trypsin
1UTN.png
دراسة البلورات بالأشعة السينية of بقر trypsin.[1]
معرف
رمز Trypsin
قاعدة بيانات عوائل البروتينات PF00089
إنتربرو IPR001254
SMART SM00020
بروسايت PDOC00124
ميروبس  [لغات أخرى] S1
قاعدة بيانات التصنيف الهيكلي للبروتينات 1c2g

التركيب البلوري للتربسين البقري

التربسين ( ر.ت.إ 3.4.21.4 ) هو بروتييز سيرين من فصيلة عشيرة PA الفائقة، موجود في الجهاز الهضمي للعديد من الفقاريات ، حيث يحلل البروتينات . [2] يتشكل التربسين في الأمعاء الدقيقة عندما يتم تنشيط شكل إنزيمه التربسينوجين الذي ينتجه البنكرياس. يقطع التربسين سلاسل الببتيد بشكل رئيسي في جانب الكربوكسيل من الأحماض الأمينية ليسين أو أرجينين. يتم استخدامه للعديد من عمليات التكنولوجيا الحيوية. يشار العملية عادة باسم التربسين التحلل البروتيني أو trypsinisation، والبروتينات التي تم هضمها / تعامل مع والتربسين وقال أنه قد تم trypsinized [3] تم اكتشاف التربسين في عام 1876 من قبل فيلهلم كون وتم تسميته من الكلمة اليونانية القديمة للفرك منذ أن تم عزله لأول مرة عن طريق فرك البنكرياس بالجلسرين.

وظيفة[عدل]

في معي الاثني عشر، يحفز التربسين التحلل المائي للروابط الببتيدية، ويفكك البروتينات إلى ببتيدات أصغر. بعد ذلك تحلل منتجات الببتيد إلى أحماض أمينية عبر بروتياز أخرى، وذلك يجعلها متاحة للامتصاص في مجرى الدم. يعتبر الهضم التريبتيكي خطوة ضرورية في امتصاص البروتين، حيث أن البروتينات بشكل عام كبيرة جدًا ولا يمكن امتصاصها من خلال بطانة الأمعاء الدقيقة. [4]

يتم إنتاج التربسين على شكل التربسينوجين غير النشط في البنكرياس. عندما يتم تحفيز البنكرياس بواسطة الكوليسيستوكينين، يفرز بعد ذلك في الجزء الأول من الأمعاء الدقيقة (الاثني عشر) عبر قناة البنكرياس. بمجرد دخول الأمعاء الدقيقة، يقوم إنزيم إنتيروبيبتيداز بتنشيط التربسينوجين في التربسين عن طريق الانقسام التحلل للبروتين.

آلية[عدل]

الآلية الأنزيمية مشابهة لتلك الخاصة ببروتياز السيرين. هذه الإنزيمات تحتوي على ثالوث الحفاز تتكون من الحامض الاميني -57، اسبارتاتي -102، و سيرين -195. [5] كان يسمى هذا الثالوث التحفيزي سابقًا نظام ترحيل الشحنة، مما يعني ضمناً تجريد البروتونات من السيرين إلى الهيستيدين ومن الهيستيدين إلى الأسبارتات، ولكن نظرًا للأدلة التي قدمتها الرنين المغناطيسي النووي، فإن شكل ألكوكسيد الناتج من السيرين سيكون له شد أقوى بكثير على البروتون من هل حلقة الإيميدازول من الهيستيدين، فإن التفكير الحالي يحمل بدلاً من ذلك أن السيرين والهيستيدين لهما حصة متساوية من البروتون، مما يشكل روابط هيدروجينية قصيرة منخفضة الحاجز معها. [6]  بواسطة هذه الوسائل، وخاصية النيوكلوفيل للموقع النشط يتم زيادة سيرين، وتسهيل هجومها على الكربون أميد خلال التحلل البروتيني. التفاعل الأنزيمي الذي يحفزه التربسين مفضل ديناميكيًا حراريًا، ولكنه يتطلب طاقة تنشيط كبيرة (إنه "غير موات من الناحية الحركية") بالإضافة إلى ذلك، يحتوي التربسين على "ثقب أوكسيانيون" يتكون من ذرات هيدروجين العمود الفقري أميد من Gly-193 و Ser-195، والتي من خلال الرابطة الهيدروجينية تثبت الشحنة السالبة التي تتراكم على أكسجين الأميد بعد هجوم محب للنيوكليوفيلي على الكربون الأميد المستوي بواسطة يتسبب الأكسجين السيرين في أن يتخذ الكربون هندسة رباعية السطوح. يساعد هذا الاستقرار لهذا الوسيط رباعي السطوح على تقليل حاجز الطاقة لتكوينه ويصاحب ذلك خفض الطاقة الحرة لحالة الانتقال. يعتبر الارتباط التفضيلي لحالة الانتقال سمة أساسية في كيمياء الإنزيم.

إن بقايا الأسبارتات السالبة (Asp 189) الموجودة في الجيب التحفيزي (S1) للتربسين مسؤولة عن جذب واستقرار ليسين و/أو أرجينين موجب الشحنة ، وبالتالي فهي مسؤولة عن خصوصية الإنزيم. هذا يعني أن التربسين يشق البروتينات في الغالب على جانب الكربوكسيل (أو "الجانب C- الطرفي ") من الأحماض الأمينية ليسين وأرجينين إلا عندما يكون أي منهما مرتبطًا ببرولين C-terminal ،[7] على الرغم من أن بيانات قياس الطيف الكتلي واسعة النطاق تشير يحدث الانقسام حتى مع البرولين. [8] يعتبر التربسين إندوبيبتيداز، أي يحدث الانقسام داخل سلسلة البولي ببتيد بدلاً من الأحماض الأمينية الطرفية الموجودة في نهايات عديد الببتيدات.

الخصائص[عدل]

التربسين البشري لديه درجة حرارة التشغيل المثلى حوالي 37 درجة مئوية. [9] وفي المقابل، سمك القد الأطلسي لديها العديد من أنواع trypsins ل متغير الحرارة الأسماك البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة الجسم المختلفة. تشمل تربسين سمك القد التربسين 1 مع نطاق نشاط من 4 إلى 65 درجة مئوية (40 إلى 150 درجة فهرنهايت) والنشاط الأقصى عند 55 درجة مئوية (130 ° F)، وكذلك التربسين Y بمدى من 2 إلى 30 درجة مئوية (36 إلى 86 درجة فهرنهايت) ونشاط أقصى عند 21 درجة مئوية (70 درجة فهرنهايت). [10]

كبروتين، يحتوي التربسين على أوزان جزيئية مختلفة حسب المصدر. على سبيل المثال، تم الإبلاغ عن وزن جزيئي قدره 23.3 كيلو دالتون للتربسين من مصادر الأبقار والخنازير.

لا يتأثر نشاط التربسين بمثبط الإنزيم tosyl phenylalanyl chloromethyl ketone ،TPCK، الذي يعطل الكيموتريبسين .

يجب تخزين التربسين في درجات حرارة شديدة البرودة (بين − 20 و − 80 ° C) لمنع التحلل الذاتي، والذي يمكن أيضًا إعاقته عن طريق تخزين التربسين عند درجة الحموضة 3 أو باستخدام التربسين المعدل عن طريق المثيلة الاختزالية. عندما يتم تعديل الأس الهيدروجيني إلى الرقم الهيدروجيني 8، يعود النشاط.

الأيزوزيمات[عدل]

تقوم هذه الجينات البشرية بترميز البروتينات ذات النشاط الأنزيمي للتربسين:

protease, serine, 1 (trypsin 1)
Trypsin active site.png
 

المعرفات
الرمز PRSS1
رموز بديلة TRY1
رمز ATC D03BA01،  وB06AA07  تعديل قيمة خاصية (P267) في ويكي بيانات
CAS 9002-07-7  تعديل قيمة خاصية (P231) في ويكي بيانات
درغ بنك 11237  تعديل قيمة خاصية (P715) في ويكي بيانات
أنتريه 5644
HUGO 9475
أوميم 276000
RefSeq NM_002769
يونيبروت P07477
بيانات أخرى
رقم التصنيف الإنزيمي 3.4.21.4
الموقع الكروموسومي Chr. 7 q32-qter
protease, serine, 2 (trypsin 2)
Trypsin active site.png
 

المعرفات
الرمز PRSS2
رموز بديلة TRYP2
رمز ATC D03BA01،  وB06AA07  تعديل قيمة خاصية (P267) في ويكي بيانات
CAS 9002-07-7  تعديل قيمة خاصية (P231) في ويكي بيانات
درغ بنك 11237  تعديل قيمة خاصية (P715) في ويكي بيانات
أنتريه 5645
HUGO 9483
أوميم 601564
RefSeq NM_002770
يونيبروت P07478
بيانات أخرى
رقم التصنيف الإنزيمي 3.4.21.4
الموقع الكروموسومي Chr. 7 q35
protease, serine, 3 (mesotrypsin)
Trypsin active site.png
 

المعرفات
الرمز PRSS3
رموز بديلة PRSS4
رمز ATC D03BA01،  وB06AA07  تعديل قيمة خاصية (P267) في ويكي بيانات
CAS 9002-07-7  تعديل قيمة خاصية (P231) في ويكي بيانات
درغ بنك 11237  تعديل قيمة خاصية (P715) في ويكي بيانات
أنتريه 5646
HUGO 9486
أوميم 613578
RefSeq NM_002771
يونيبروت P35030
بيانات أخرى
رقم التصنيف الإنزيمي 3.4.21.4
الموقع الكروموسومي Chr. 9 p13

غيرها من الأشكال الإسوية يمكن أيضا أن تكون وجدت من التربسين في الكائنات الحية الأخرى.

الأهمية السريرية[عدل]

يمكن أن يؤدي تنشيط التربسين من الانقسام البروتيني للتربسينوجين في البنكرياس إلى سلسلة من الأحداث التي تسبب الهضم الذاتي للبنكرياس، مما يؤدي إلى التهاب البنكرياس. تتمثل إحدى نتائج مرض التليف الكيسي المتنحي في نقص في نقل التربسين وأنزيمات الجهاز الهضمي الأخرى من البنكرياس. يؤدي هذا إلى اضطراب يسمى علوص العقي، والذي ينطوي على انسداد معوي (علوص) بسبب العقي السميك للغاية، والذي يتحلل عادة عن طريق التربسين والبروتياز الأخرى، ثم ينتقل في البراز. [11]

التطبيقات[عدل]

يتوفر التربسين بكميات عالية في البنكرياس، ويمكن تنقيته بسهولة. ومن ثم فقد تم استخدامه على نطاق واسع في عمليات التكنولوجيا الحيوية المختلفة.

في معمل زراعة الأنسجة، يتم استخدام التربسين لإعادة تعليق الخلايا الملتصقة بجدار طبق زراعة الخلايا أثناء عملية حصاد الخلايا. [12] تلتصق بعض أنواع الخلايا بجوانب وأسفل الطبق عند زراعتها في المختبر. يستخدم التربسين لشق البروتينات التي تمسك الخلايا المستنبتة في الطبق، بحيث يمكن إزالة الخلايا من الأطباق.

يمكن أيضًا استخدام التربسين لفصل الخلايا المفككة (على سبيل المثال، قبل تثبيت الخلايا وفرزها).

يمكن استخدام التربسين لتكسير الكازين في حليب الثدي. إذا تمت إضافة التربسين إلى محلول مسحوق الحليب، فإن تكسير الكازين يجعل الحليب شفافًا. يمكن قياس معدل التفاعل باستخدام مقدار الوقت الذي يحتاجه الحليب ليصبح شفافًا.

يستخدم التربسين عادة في الأبحاث البيولوجية خلال التجارب البروتينية على هضم البروتينات إلى ببتيدات للتحليل الطيفي، مثل الهضم في جل. يعتبر التربسين مناسبًا بشكل خاص لهذا، نظرًا لأنه يتمتع بخصوصية محددة جيدًا، لأنه يحلل فقط روابط الببتيد التي تساهم فيها مجموعة الكربونيل إما عن طريق بقايا الأرجينين أو ليسين.

يمكن أيضًا استخدام التربسين لإذابة جلطات الدم في شكله الجرثومي وعلاج الالتهاب في شكله البنكرياسي.

في الطب البيطري، يعتبر التربسين مكونًا في منتجات رذاذ الجروح، مثل Debrisol، الذي يستعمل لإذابة الأنسجة الميتة والقيح في جروح الخيول والماشية والكلاب والقطط. [13]

في الغذاء[عدل]

تتكون مستحضرات البروتياز التجارية عادةً من خليط من إنزيمات البروتياز المختلفة التي غالبًا ما تتضمن التربسين. تستخدم هذه المستحضرات على نطاق واسع في معالجة الأغذية: [14]

  • كإنزيم للخبز لتحسين قابلية عمل العجين.
  • في استخلاص التوابل والنكهات من البروتينات النباتية أو الحيوانية وفي صناعة الصلصات.
  • للتحكم في تكوين الرائحة في الجبن ومنتجات الألبان.
  • لتحسين نسيج المنتجات السمكية.
  • لتطرية اللحم.
  • أثناء التثبيت البارد للبيرة.
  • في إنتاج نوعية غذاء هيبوالرجينيك حيث تكسر البروتياز بروتينات محددة للحساسية إلى ببتيدات غير محددة للحساسية، على سبيل المثال، تستخدم البروتياز لإنتاج أغذية الأطفال هيبوالرجينيك من حليب البقر، وبالتالي التقليل من خطر ان يطور الرضيع الحساسية الحليب.

مثبط التربسين[عدل]

لمنع عمل التربسين النشط في البنكرياس ، والذي يمكن أن يكون ضارًا للغاية، توجد مثبطات مثل BPTI وSPINK1 في البنكرياس وα1-antitrypsin في المصل كجزء من الدفاع ضد تنشيطه غير المناسب. ثم يتم ربط أي التربسين المتكون قبل الأوان من التربسينوجين غير النشط بالمثبط. يعد تفاعل البروتين-البروتين بين التربسين ومثبطاته من أكثر التفاعلات تقييدًا، كما أن التربسين مرتبط ببعض مثبطات البنكرياس بشكل لا رجعة فيه تقريبًا. [15]و ذلك يتناقض مع جميع مجموعات البروتين المعروفة تقريبًا، فإن بعض مجمعات التربسين المرتبطة بمثبطاتها لا تنفصل بسهولة بعد العلاج بـ 8M يوريا. [16]

أنظر أيضا[2][عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ ببب: 1UTN​; "Trypsin specificity as elucidated by LIE calculations, X-ray structures, and association constant measurements". Protein Science. 13 (4): 1056–70. April 2004. doi:10.1110/ps.03498604. PMC 2280040. PMID 15044735. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)صيانة CS1: عرض-المؤلفون (link)
  2. أ ب "Families of serine peptidases". Methods in Enzymology. 244: 19–61. 1994. doi:10.1016/0076-6879(94)44004-2. ISBN 978-0-12-182145-6. PMID 7845208. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ Engelking, Larry R. (2015-01-01). "Chapter 7 - Protein Digestion". Textbook of Veterinary Physiological Chemistry (الطبعة Third). Boston: Academic Press. صفحات 39–44. doi:10.1016/B978-0-12-391909-0.50007-4. ISBN 978-0-12-391909-0. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ course/Elective course (Clinical biochemistry)/10. METABOLISM OF AMINOACIDS. DIGESTION OF PROTEINS..htm "Digestion of Proteins" تحقق من قيمة |مسار أرشيف= (مساعدة). Elective course (Clinical biochemistry). Ternopil National Medical University. July 14, 2015. مؤرشف من الأصل في 08 أغسطس 2020. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ "The catalytic triad of serine peptidases". Cellular and Molecular Life Sciences. 62 (19–20): 2161–72. October 2005. doi:10.1007/s00018-005-5160-x. PMID 16003488. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Voet, Donald; Voet, Judith G (2011). Biochemistry (الطبعة 4th). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ "Sequencing Grade Modified Trypsin" (PDF). www.promega.com. 2007-04-01. مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 ديسمبر 2008. اطلع عليه بتاريخ 08 فبراير 2009. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. ^ "Does trypsin cut before proline?" (PDF). Journal of Proteome Research. 7 (1): 300–5. January 2008. doi:10.1021/pr0705035. PMID 18067249. مؤرشف من الأصل (PDF) في 13 أغسطس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  9. ^ "Analysis of the effect of temperature changes combined with different alkaline pH on the β-lactoglobulin trypsin hydrolysis pattern using MALDI-TOF-MS/MS". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 59 (5): 1572–81. March 2011. doi:10.1021/jf1039876. PMID 21319805. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  10. ^ "Atlantic cod trypsins: from basic research to practical applications". Marine Biotechnology. 7 (2): 77–88. 2005. doi:10.1007/s10126-004-0061-9. PMID 15759084. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  11. ^ "Cystic fibrosis gene mutations and pancreatitis risk: relation to epithelial ion transport and trypsin inhibitor gene mutations". Gastroenterology. 121 (6): 1310–9. December 2001. doi:10.1053/gast.2001.29673. PMID 11729110. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  12. ^ "Trypsin-EDTA (0.25%)". Stem Cell Technologies. مؤرشف من الأصل في 01 يوليو 2016. اطلع عليه بتاريخ 23 فبراير 2012. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  13. ^ "Debrisol". drugs.com. مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  14. ^ "Protease - GMO Database". GMO Compass. European Union. 2010-07-10. مؤرشف من الأصل في 24 فبراير 2015. اطلع عليه بتاريخ 01 يناير 2012. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  15. ^ Voet, Donald; Voet, Judith G. (1995). Biochemistry (الطبعة 2nd). John Wiley & Sons. صفحات 396–400. ISBN 978-0-471-58651-7. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  16. ^ "On the mechanism of action of proteolytic inhibitors. IV. Effect of 8 M urea on the stability of trypsin in trypsin-inhibitor complexes". Archives of Biochemistry and Biophysics. 140 (2): 474–83. October 1970. doi:10.1016/0003-9861(70)90091-3. PMID 5528741. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

روابط خارجية[عدل]