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Proteasen

Serpine

Der Begriff Serpin ist ein Akronym, das eine Familie von Serin-Protease-Inhibitoren beschreibt. Die Mitglieder dieser Familie zeichnen sich durch eine ähnliche, komplexe, gut konservierte Tertiärstruktur aus drei β-Faltblättern und neun α-Helices aus und sind in Eukaryonten, Pflanzen und Viren weit verbreitet, u.a. als nicht-inhibitorisches Serpin-Ovalbumin im Hühnereiweiß oder als Z-Protease-Inhibitor in der Gerste.

Im menschlichen Blutplasma sind die Serpine die wichtigsten Protease-Inhibitoren und machen etwa 10 % des Gesamteiweißes aus: Antithrombin kontrolliert die proteolytische Gerinnungskaskade, der C1-Inhibitor kontrolliert die Komplement-Aktivierung, die Plasminogen-Aktivator-Inhibitoren PAI-1 and PAI-2 kontrollieren die Fibrolyse und Alpha-Antitrypsin moduliert die Rekonstruktion des Bindegewebes. Andere Serpine wie das Angiotensinogen, das Thyroxin und die Corticosteroid-Bindungsglobuline TBG1) und CBG2) haben ihre hemmende Funktion verloren, dafür aber andere Aufgaben übernommen.

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Abb.1
3D-Struktur des Serpins Alpha 1-Proteinase-Inhibitors

PDP-Code: 9API

Abb.2

Das wichtigste Strukturelement der Serpine ist eine bewegliche, reaktive Schleife. Durch diese kann das Molekül seine Konformation radikal verändern (Serpin = schlangenähnlich), um damit an ein Protein in einem irreversiblen Komplex zu binden. Speziell die zwischen dem Serpin und dem Zielprotein liegenden Aminosäuren reagieren miteinander. Diese Bindung wird gespalten und das zentrale β-Faltblatt des Serpins durchläuft eine ausgeprägte Konformationsänderung. Die neue Sequenz (ca. 70 Å weit) wird in das zentrale β-Faltblatt eingegliedert, das damit einen neuen Strang bildet.

1)TBG: Thyroxin-bindendes Protein
2)CBG: Corticosteroid-bindendes Protein
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