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Proteinmodifikationen

Proteolytische Aktivierung von Proteinen

Die Verdauungsenzyme Trypsin und Chymotrypsin werden als inaktive Vorläuferpeptide synthetisiert, die erst durch proteolytische Abspaltung eines Teils des Peptids aktiviert werden. Beide Proteine werden als so genannte Zymogene (Bezeichnung für die inaktive Vorstufe bestimmter Enzyme, zu diesen gehört u.a. auch Plasminogen, Prorennin oder Urokinase) synthetisiert und bleiben so lange inaktiv, bis sie im Verdauungsprozess benötigt werden. Nur so kann eine Selbstverdauung der Enzym-produzierenden Zellen und Organe verhindert werden. Im Magen- und Pankreassaft werden die Zymogene durch proteolytische Spaltung aktiviert. Beim Trypsinogen werden z.B. die N-terminalen sieben Aminosäuren abgespalten.

Chymotrypsin

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Abb.1
Chymotrypsinogen A

A-Kette (Aminosäure 1-13, orange), B-Kette (16-146, blau), C-Kette (149-245, rot); PDB-Code: 1CHG.

Chymotrypsin gehört zur Familie der Serinproteasen und hydrolysiert Proteine im Dünndarm, indem es auf der Carboxy-Seite der aromatischen Seitenketten von Tyrosin, Tryptophan und Phenylalanin sowie großer hydrophober Reste wie Methionin spaltet. Die proteolytische Aktivierung von Chymotrypsinogen erfolgt in zwei Schritten:

  1. Spaltung des Chymotrypsinogens zwischen Arg15 und Ile16 (= π-Chymotrypsin)
  2. Entfernen der Dipeptide Ser14-Arg15 und Thr147-Asn148 (= α-Chymotrypsin)

Die drei Peptidketten, die das reife Chymotrypsin mit einer molekularen Masse von 25 kDa bilden, werden über zwei Disulfid-Brücken zusammengehalten (drei weitere Disulfid-Brücken sind intramolekular).

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