Enzymhemmung durch Alpha-2-Makroglobulin

Alpha-2-Makroglobulin ist ein Plasmaprotein, das als Antiprotease wirkt. Dies geschieht durch einen „Ködermechanismus“ – die Protease spaltet die Köderdomäne, woraufhin eine Konformationsänderung die Bindung von alpha2-Makroglobulin an die Protease und die daraus folgende irreversible Hemmung der Protease bewirkt.

Dies scheint der „Selbstmordhemmung“ oder „Mechanismus-basierten Hemmung“ sehr ähnlich zu sein – wenn ein Enzym die Umwandlung eines Substratanalogons in einen aktiven Inhibitor katalysiert, der anschließend stark an das Enzym bindet, um es zu inaktivieren.

Ist die Hemmung von Proteasen durch alpha2-Makroglobulin also ein Fall von Suizid-Hemmung? Wenn ja, warum wird es nicht häufiger so beschrieben (ich habe keine Beschreibung von Alpha2-Makroglobulin als Suizidhemmer gefunden)?

Antworten (1)

Lassen Sie uns zuerst die richtige Definition von Selbstmordhemmung sehen, wie sie von Wikipedia gegeben wird (Hervorhebung von mir):

In der Biochemie ist die Suizidhemmung, auch bekannt als Suizidinaktivierung oder mechanismusbasierte Hemmung, eine irreversible Form der Enzymhemmung, die auftritt, wenn ein Enzym bindet a Substratanalogon und bildet damit während der "normalen" Katalysereaktion durch eine kovalente Bindung einen irreversiblen Komplex . Der Inhibitor bindet an das aktive Zentrum, wo er durch das Enzym modifiziert wird, um eine reaktive Gruppe zu erzeugen, die irreversibel reagiert, um einen stabilen Inhibitor-Enzym-Komplex zu bilden. Dies verwendet normalerweise eine prosthetische Gruppe oder ein Coenzym, wodurch elektrophile alpha- und beta-ungesättigte Carbonylverbindungen und Imine gebildet werden.

Nun, mal sehen, wie a -2-Makroglobulin funktioniert, wieder von Wikipedia (Hervorhebung von mir):

a M-Protease-Inhibitoren inhibieren durch sterische Hinderung . Der Mechanismus umfasst die Proteasespaltung der Köderregion, eines Segments der a M, das besonders anfällig für proteolytische Spaltung ist, die eine Konformationsänderung einleitet, so dass die a M kollabiert über die Protease. Im Ergebnis a M-Protease-Komplex, das aktive Zentrum der Protease ist sterisch abgeschirmt , wodurch der Zugang zu Proteinsubstraten erheblich verringert wird. Als Folge der Spaltung der Köderregion treten zwei zusätzliche Ereignisse auf, nämlich (i) der h-Cysteinyl-g-glutamylthiolester wird hochreaktiv und (ii) eine größere Konformationsänderung legt eine konservierte COOH-terminale Rezeptorbindungsdomäne (RBD) frei. RBD-Exponierung ermöglicht die a M-Protease-Komplex, um an Clearance-Rezeptoren zu binden und aus dem Kreislauf entfernt zu werden.

Es handelt sich also eindeutig nicht um Suizidverhinderung, da:

  • a Der M-Protease-Inhibitor bildet keinen irreversiblen Komplex mit der Protease, sondern verwendet eine sterische Hinderung, um zu verhindern, dass die Protease irgendein Substrat bindet .
  • Diese Hemmung tritt nicht während der "normalen" Katalysereaktion auf, nachdem die Protease eine Reaktion katalysiert hat, überdeckt der Inhibitor sie, eher wie die Folge der Katalyse .
  • Der Inhibitor bindet nicht an das aktive Zentrum der Protease, sondern bedeckt das aktive Zentrum wie ein Schutzschild.

Mutmaßlicher Mechanismus des Proteaseeinschlusses und der Hemmung durch ECAM Putative mechanism of protease entrapment and inhibition by ECAM (Escherichia coli Alpha-2 Macroglobulin)

Verweise:

  1. Suizid-Hemmung
  2. a -2 Makroglobulin
  3. Struktur von Protease-gespaltenem Escherichia coli a -2-Makroglobulin enthüllt einen mutmaßlichen Mechanismus der Konformationsaktivierung für den Protease-Einschluss (PDF)