المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01
المختلعة كيف يكون خلعها ؟
2024-11-01
المحكم والمتشابه
2024-11-01


Carboxyl Proteinase  
  
1809   01:51 صباحاً   date: 16-12-2015
Author : D. R. Davies
Book or Source : Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 19, 189–215
Page and Part :


Read More
Date: 21-12-2015 2771
Date: 18-11-2020 2225
Date: 26-4-2016 2888

Carboxyl Proteinase

 

 The carboxyl proteinases (E.C. 3.4.23) are also known as aspartyl proteinases or acid proteinases, so called because the mechanism by which they catalyze the hydrolysis of peptide bonds in proteins involves the participation of two carboxyl groups, usually provided by the side chains of two aspartic acid residues (1). The prototypical member of this large family of structurally-related enzymes is the gastric proteinase, pepsin, which is optimally active at acid pH. Other members include rennin (chymosin) from the fourth stomach of the calf; renin, a kidney enzyme found in blood plasma; cathepsin D, found in lysosomes; numerous fungal enzymes, such as penicillopepsin; and a number of retroviral proteinases from retroviruses, including the human immunodeficiency virus HIV proteinase that is the target of the proteinase inhibitors used in the treatment of acquired immune deficiency syndrome (AIDS). Pepsin and renin illustrate the range of specificity exhibited by proteinases in general and carboxyl proteinases in particular. Pepsin cleaves multiple bonds in virtually all proteins found in the diet, whereas renin cleaves a single bond in its only known biological substrate, angiotensinogen—the precursor of angiotensin.

Carboxyl proteinases occur in all eukaryotic organisms and are important for protein processing and degradation. They are generally synthesized as inactive precursors that spontaneously activate under acidic conditions. Protein and peptide substrates bind to the active site of these enzymes, and one of the carboxylate groups (in the case of pepsin, it is from Asp32) activates a water molecule to attack the carboxyl group of the peptide bond that is to be cleaved (Figure 1). The other carboxyl group, which is protonated (in pepsin, it is Asp215), donates a proton to the peptide nitrogen atom to form an activated intermediate that dissociates into the products. It is believed that this general mechanism pertains to all of the carboxyl proteinases.

 

Figure 1. Schematic representation of the mechanism of action of carboxyl proteinases. The substrate (top line) binds to the active site of the enzyme [represented by the carboxyl groups of Asp32 and Asp215 (porcine pepsin numbering)] to form an enzyme-substrate complex. P1 and P′1 are the sidechains of the main specificity-determining amino acid residues that contribute the -CO- and -NH- groups to the peptide bond that will be hydrolyzed. The carboxylate group of Asp 32 promotes the attack of a water molecule on the carbonyl carbon of the peptide bond, to form a tetrahedral intermediate that is stabilized by transfer of a proton from Asp 215. The intermediate undergoes rearrangement to form a product complex, which subsequently dissociates, thereby regenerating the original enzyme.

It is interesting that in carboxyl proteinases such as pepsin and renin, both catalytic carboxyl groups are present in the same molecule. In the retroviral proteinase from HIV-1, which only contains 99 amino acids, two molecules form a dimer with a single active site containing one catalytic aspartic acid from each subunit. The larger mammalian and microbial carboxyl proteinases contain approximately 325 residues and appear to have homologous amino- and carboxyl-terminal domains that likely evolved from an early gene duplication and fusion event. Each domain contributes a catalytically active aspartic acid residue.

A characteristic feature of carboxyl proteinases is their susceptibility to inhibition by pepstatin, an acylated pentapeptide analogue produced by Streptomyces. Recently a number of carboxyl proteinase inhibitors have been found useful for the treatment of AIDS, particularly when used in conjunction with other viral enzyme inhibitors. Carboxyl proteinase inhibitors have also been proposed for the treatment of malaria. Two such proteinases are believed to be essential for degradation of hemoglobin in the red blood cell phase of the life cycle of the parasite.

 

References

1. D. R. Davies (1990) Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 19, 189–215.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.