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Cysteinproteasen Bei den handelt es sich um eine Gruppe von Enzymen die zu den Hydrolasen und deren Untergruppe der Prot

Cysteinproteasen

Bei den Cysteinproteasen handelt es sich um eine Gruppe von Enzymen, die zu den Hydrolasen und deren Untergruppe der Proteasen oder Peptidasen gezählt werden.

Cysteinproteasen
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.4.22.-
Reaktionsart Proteolyse

Zu den Cysteinproteasen (Thiolproteasen) zählen beispielsweise das Enzym Papain, ebenso die Caspasen. Sie sind charakterisiert durch eine sogenannte katalytische Diade, bestehend aus den Aminosäuren Cystein und Histidin. Diese Anordnung bildet das aktive Zentrum des Enzyms aus.

Die Peptidase-Datenbank MEROPS zählt neun Clans von Cysteinproteasen, mit knapp 60 Familien.

Reaktionsmechanismus der Cysteinproteasen Bearbeiten

Reaktionsmechanismus der Spaltung einer Peptidbindung durch eine Cysteinprotease

Im Wesentlichen spalten die Proteasen die Peptidbindung.

Dies geschieht folgendermaßen: Das Cystein wird basenkatalytisch durch das Histidin aktiviert, d. h., das Proton der Thiolgruppe wird auf den Stickstoff des Histidins übertragen (oben links im Bild). Das nun positiv geladene Histidin wird durch die negativ geladenen Aspartat-Seitenkette (nicht dargestellt) stabilisiert. Es erfolgt ein nucleophiler Angriff des Thiolats an das C1-Atom der Peptidbindung (oben rechts), sodass ein tetraedrischer Übergangszustand entsteht (mittig rechts). Der Stickstoff der Peptidbindung wird nun säurekatalytisch, d. h., er wird durch das Histidin protoniert abgespalten. Es liegt jetzt eine Thioesterbindung zwischen dem Enzym und dem Rest der Peptidkette vor, ein sogenanntes Acylenzym (unten rechts). Dieses Intermediat wird nun durch Wasser nucleophil am partiell positiv geladenen C1-Atom angegriffen (unten links). Es bildet sich wieder ein tetraedrischer Übergangszustand, bevor das restliche Peptid mit neuer Carboxygruppe abgespalten wird und das verbleibende Proton vom Wasser, die jetzt wieder freie Cysteinseitenkette zum Thiol protoniert (mittig links). Es liegen somit jetzt zwei Teilpeptide mit einem neuen Aminoterminus bzw. einem neuen Carboxylterminus vor.

Beispiele Bearbeiten

Weitere Proteasetypen Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. EC 3.4.22.-

Weblinks Bearbeiten

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Bei den Cysteinproteasen handelt es sich um eine Gruppe von Enzymen die zu den Hydrolasen und deren Untergruppe der Proteasen oder Peptidasen gezahlt werden 1 CysteinproteasenEnzymklassifikationEC Kategorie 3 4 22 Reaktionsart ProteolyseZu den Cysteinproteasen Thiolproteasen zahlen beispielsweise das Enzym Papain ebenso die Caspasen Sie sind charakterisiert durch eine sogenannte katalytische Diade bestehend aus den Aminosauren Cystein und Histidin Diese Anordnung bildet das aktive Zentrum des Enzyms aus Die Peptidase Datenbank MEROPS zahlt neun Clans von Cysteinproteasen mit knapp 60 Familien Inhaltsverzeichnis 1 Reaktionsmechanismus der Cysteinproteasen 2 Beispiele 3 Weitere Proteasetypen 4 Einzelnachweise 5 WeblinksReaktionsmechanismus der Cysteinproteasen Bearbeiten nbsp Reaktionsmechanismus der Spaltung einer Peptidbindung durch eine CysteinproteaseIm Wesentlichen spalten die Proteasen die Peptidbindung Dies geschieht folgendermassen Das Cystein wird basenkatalytisch durch das Histidin aktiviert d h das Proton der Thiolgruppe wird auf den Stickstoff des Histidins ubertragen oben links im Bild Das nun positiv geladene Histidin wird durch die negativ geladenen Aspartat Seitenkette nicht dargestellt stabilisiert Es erfolgt ein nucleophiler Angriff des Thiolats an das C1 Atom der Peptidbindung oben rechts sodass ein tetraedrischer Ubergangszustand entsteht mittig rechts Der Stickstoff der Peptidbindung wird nun saurekatalytisch d h er wird durch das Histidin protoniert abgespalten Es liegt jetzt eine Thioesterbindung zwischen dem Enzym und dem Rest der Peptidkette vor ein sogenanntes Acylenzym unten rechts Dieses Intermediat wird nun durch Wasser nucleophil am partiell positiv geladenen C1 Atom angegriffen unten links Es bildet sich wieder ein tetraedrischer Ubergangszustand bevor das restliche Peptid mit neuer Carboxygruppe abgespalten wird und das verbleibende Proton vom Wasser die jetzt wieder freie Cysteinseitenkette zum Thiol protoniert mittig links Es liegen somit jetzt zwei Teilpeptide mit einem neuen Aminoterminus bzw einem neuen Carboxylterminus vor Beispiele BearbeitenCaspasen Bromelain Papain Ficain Calpain Cathepsine ChymopapainWeitere Proteasetypen BearbeitenSerinproteasen Aspartatproteasen MetalloproteasenEinzelnachweise Bearbeiten EC 3 4 22 Weblinks BearbeitenMerops eine Datenbank des Sanger Zentrums die samtliche bekannten Proteasen und Protease Inhibitoren beschreibt und standig aktualisiert wird engl Cysteinproteasen bei MEROPS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cysteinproteasen amp oldid 198104898