Oigopeptidázok regulációs és katalitikus mechanizmusa = Regulatory and catalytic mechanisms of oligopeptidases

Polgár, László and Juhász, Tünde and Kiss, András László and Renner, Veronika and Szeltner, Zoltán (2008) Oigopeptidázok regulációs és katalitikus mechanizmusa = Regulatory and catalytic mechanisms of oligopeptidases. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 46057_ZJ1.pdf Download (40kB)

Abstract

Az oligopeptidázok csak kisebb peptideket hidrolizálnak. Ennek okát a proliloligopeptidáz (POP) enzimnél vizsgáltuk, amelynek fontos szerepe van a központi idegrendszer működésében. Az általunk meghatározott kristályszerkezet azt mutatta, hogy az enzim egy peptidáz és egy propeller doménből áll, és az utóbbi gátolja a nagyobb szubsztrátoknak az aktív centrumhoz való jutását. Diszulfid keresztkötésekkel és stabilitás vizsgálatokkal kimutattuk, hogy a zárt propeller nem engedheti be a szubsztrátot, az csak a két domén között, azok flexibilitása réven juthat az aktív centrumhoz. Az itt megnyíló kapu azonban kiszűri a fehérjéket. Kimutattuk továbbá, hogy a valproinsav, a depresszió egyik gyógyszere, gátolja az enzim működését. Ugyancsak megállapítottuk, hogy a POP családba tartozó PREPL fehérje, melynek hiánya súlyos betegséget okoz, nem rendelkezik hidrolitikus aktivitással. Egy másik, szintén a POP családba tartozó enzimről, az acilaminoacil peptidázról kimutattuk, hogy a katalízisben résztvevő oxianion kötőhely működését jelentősen károsítja egy a kötőhelyen kívüli aminosav mutációja. Röntgen krisztallográfiával igazoltuk, hogy a mutáció megváltoztatja a kötőhely szerkezetét. Lényeges különbséget találtunk az emlős és egy bakteriális acilaminoacil peptidáz között. Míg az emlős enzim valódi exopeptidáz, acilaminosavat hasít le a peptidlánc végéről, addig a bakteriális enzim endopeptidáz aktivitással is rendelkezik. Ez arra mutat, hogy az enzim a fejlődés során specializálódott. | Oligopeptidases hydrolyze small peptides only. The reason of the limitation was studied using prolyloligopeptidase (POP), which is involved in the function of the central nervous system. As we have shown the enzyme is composed of a peptidase and a propeller domain, the latter preventing the access of the substrate to the active site. Using disulfide cross-linking, molecular dynamics calculations and stability investigations, we have demonstrated that the substrate enters the active site between the domains, thanks to the flexibility of the protein. This gate, however, excludes the protein from the catalytic centre. We have also demonstrated that valproic acid, a drug for treating bipolar depression, inhibits POP. Furthermore, the PREPL protein of the POP family, the lack of which causes serious illness, was shown to be inactive. Acylaminoacyl peptidase, an important member of POP family, has also been investigated. A mutation outside the oxyanion binding site considerably impaired the catalytic activity due to a distortion in the structure of the oxyanion binding site, as demonstrated by X-ray crystallography. A significant difference was observed between the mammalian and a bacterial acylaminoacyl peptidase. While the mammalian enzyme proved to be a true exopeptidase cleaving acylaminoacid from the N-terminus of peptides, the bacterial enzyme also displayed endopeptidase activity, indicating that the enzyme specialized during evolution.

Actions (login required)

Edit Item