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Cambios estructurales de largo alcance en la proteinasa K desencadenados por la eliminación de iones calcio.
J Bajorath1, S Raghunathan, W Hinrichs
1Institut für Kristallographie, Freie Universität Berlin, FRG.
Nature
|February 2, 1989
Resumen
Los iones de calcio (Ca2+) son cruciales para la actividad de la proteinasa K, aunque no directamente en la catálisis. La eliminación de Ca2+ causa cambios estructurales que reducen la función de la enzima al alterar la unión al sustrato y la tríada catalítica.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica es la bioquímica.
- Biología Estructural Biología estructural.
- Enzimología Enzimología.
Sus antecedentes:
- La proteinasa K es una serina proteasa del tipo de la subtilisina.
- Se sabe que los iones de calcio (Ca2+) se unen a la proteinasa K.
- El papel preciso de Ca2+ en la actividad y estructura de la proteinasa K no se comprende completamente.
Objetivo del estudio:
- Para aclarar el impacto estructural y funcional de la unión y eliminación de iones de calcio (Ca2+) en la proteinasa K.
- Investigar el mecanismo por el cual Ca2+ influye en la actividad de la proteinasa K.
Principales métodos:
- Cristalografía de rayos X a una resolución de 1,5 A para determinar la estructura de la proteinasa K.
- Análisis de Scatchard para cuantificar las afinidades de unión de Ca2+.
- Los ensayos de actividad enzimática utilizan un sustrato sintético (succinyl-Ala-Ala-Ala-Ala-p-nitroanilide).
Principales resultados:
- La proteinasa K posee dos sitios de unión a Ca2+: uno de alta afinidad y otro de baja afinidad.
- El Ca2+ no es directamente parte de la tríada catalítica (Asp39-His69-Ser224).
- La eliminación de Ca2+ del sitio de alta afinidad induce reordenamientos estructurales significativos en los bucles periféricos y las hélices alfa, afectando la tríada catalítica y el sitio de unión al sustrato, lo que lleva a una pérdida de actividad de ~80%.
Conclusiones:
- Los iones de calcio (Ca2+) juegan un papel alostérico crítico en el mantenimiento de la integridad estructural y la función óptima de la proteinasa K.
- Los cambios estructurales observados en el agotamiento de Ca2+ explican la reducción de la actividad enzimática, destacando un mecanismo indirecto de regulación.