Comment la trypsine digère-t-elle les protéines ?

La trypsine est une enzyme sérine protéase qui coupe spécifiquement les liaisons peptidiques du côté carboxyle des résidus lysine ou arginine, sauf lorsque l'un ou l'autre résidu est suivi de proline. Cette propriété de clivage spécifique de la trypsine en fait un outil précieux en chimie des protéines, en particulier dans le séquençage des protéines et la protéomique. Voici une explication étape par étape de la façon dont la trypsine digère les protéines :

Liaison :la trypsine se lie à la surface du substrat protéique grâce à des interactions spécifiques entre son site actif et les résidus d'acides aminés entourant le site de clivage. Cette liaison induit des changements conformationnels qui facilitent la réaction catalytique.

Catalyse :Le site actif de la trypsine contient une triade catalytique constituée de trois résidus d'acides aminés :l'histidine, l'acide aspartique et la sérine. Ces résidus travaillent ensemble pour faciliter l'hydrolyse (clivage) de la liaison peptidique.

Histidine :L'histidine agit comme un donneur de protons, transférant un ion hydrogène (H+) à l'oxygène carbonyle de la liaison peptidique scisile. Cette protonation affaiblit la liaison, la rendant plus sensible aux attaques nucléophiles.

Acide aspartique :L'acide aspartique fonctionne comme une base générale, extrayant un proton du groupe hydroxyle du résidu sérine. Cette déprotonation génère un groupe hydroxyle sérine hautement réactif, qui agit comme nucléophile dans la réaction.

Sérine :Le groupe hydroxyle de sérine activé attaque le carbone carbonyle de la liaison peptidique scisile, formant un intermédiaire tétraédrique. Cet intermédiaire s'effondre ensuite, entraînant le clivage de la liaison peptidique et la libération de deux fragments peptidiques.

Spécificité :La trypsine présente une spécificité dans son modèle de clivage en raison de la présence d'une chaîne latérale volumineuse sur sa poche de liaison au substrat. Cette chaîne latérale volumineuse empêche la liaison des acides aminés avec de grandes chaînes latérales (telles que la proline) à côté du site de clivage. En conséquence, la trypsine coupe préférentiellement les liaisons peptidiques suivies par les résidus lysine ou arginine, sauf lorsqu'elles sont suivies par la proline.

En clivant sélectivement des liaisons peptidiques spécifiques, la trypsine génère un ensemble de fragments peptidiques plus petits qui peuvent être analysés ou séparés davantage à diverses fins, telles que l'identification, le séquençage et la caractérisation des protéines.