Serpine

Serpina (inibitore della serina proteasi) Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Serpin (in bianco) che interagisce con una peptidasi (in grigio). Il ciclo centrale reattivo è mostrato in blu. La peptidasi viene inibita irreversibilmente non appena inizia la catalisi ( PDB  1K9O ) Dominio proteico
Pfam PF00079
InterPro IPR000215
PROSITÀ PDOC00256
SCOP 1hle
SUPERFAMIGLIA 1hle
CDD cd00172

I serpine (inglese serpine , crasi per ser ine p rotease in hibitor ) sono proteine con strutture simili, storicamente noti per la loro capacità di inibire le serina proteasi . Formano una superfamiglia di proteine presenti in tutti i regni viventi . Devono il loro nome al fatto che le prime ad essere identificate inibiscono le serina proteasi di tipo chimotripsina . Sono notevoli per il loro meccanismo d'azione, che consiste nell'inibire la loro peptidasi bersaglio subendo un cambiamento conformazionale di grande ampiezza che fa scomparire il sito attivo . Questo meccanismo è molto diverso dal più comune meccanismo competitivo degli inibitori della proteasi, che si legano al sito attivo dell'enzima e impediscono la catalisi.

L'inibizione delle peptidasi da parte delle serpine controlla una varietà di processi biologici, tra cui la coagulazione del sangue e l' infiammazione , che rende queste proteine ​​oggetto di ricerca medica . Il loro particolare cambiamento conformazionale li rende anche di interesse per la ricerca in biologia strutturale e ripiegamento delle proteine . Questa modalità di azione per cambiamento conformazionale conferisce vantaggi, ma presenta anche alcuni svantaggi: le serpine sono quindi vulnerabili a mutazioni , che possono portare a serpinopatie come serpine con ripiegamento non funzionale o alla formazione di lunghi polimeri inattivi. La polimerizzazione della serpina non solo riduce la quantità di inibitore attivo, ma porta anche all'accumulo di polimeri con effetti dannosi sulla cellula, che provoca la morte cellulare e la morte degli organi.

Sebbene la maggior parte serpine controllano cascate proteolitici, alcune proteine aventi una struttura serpin non sono enzimi inibitori ma realizzano varie funzioni come la memorizzazione (come ovalbumina di bianco d'uovo ), trasporto (come i trasportatori di membrana di ormoni , come tiroxina globulina legante , e transcortina ) o la funzione della proteina chaperone ( HSP47  (en) ). Queste proteine ​​sono anche serpine, sebbene non abbiano una funzione inibitoria, poiché sono evolutivamente correlate .

Attività

La maggior parte delle serpine sono inibitori della proteasi , che prendono di mira le serina proteasi extracellulari del tipo chimotripsina . Queste peptidasi hanno un residuo nucleofilo di serina appartenente a una triade catalitica nel loro sito attivo . Questi sono, ad esempio , la trombina , la tripsina e l' elastasi dei neutrofili  (en) . Le serpine sono inibitori irreversibili che agiscono intrappolando un intermediario nel meccanismo catalitico della peptidasi.

Alcune serpine inibiscono altre classi di peptidasi, comprese le proteasi della cisteina . Questi differiscono dalle serina proteasi in quanto utilizzano un residuo di cisteina neutrofila nella loro triade catalitica invece di un residuo di serina neutrofila. Tuttavia, il meccanismo enzimatico è simile tra questi due tipi di peptidasi e anche il meccanismo di inibizione da parte delle serpine è lo stesso in entrambi i casi. Tra gli inibitori della proteasi della cisteina, la serpina B4  (en) e la proteina MENT  (fr) , che inibiscono il tipo peptidasi papaina .

Esempi

Note e riferimenti

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