ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง aspartyl cysteine และ serine protease คือกลุ่มฟังก์ชันที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเรซิดิว หมู่ฟังก์ชันที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเรซิดิวของ aspartyl protease คือกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก ในขณะที่ซิสเทอีนโปรตีเอส กลุ่มไทออลหรือซัลโฟไฮดริลทำหน้าที่เป็นหมู่ฟังก์ชันที่ตัวเร่งปฏิกิริยาเรซิดิว และในโปรตีเอสซีรีน กลุ่มไฮดรอกซิลหรือแอลกอฮอล์ เป็นหมู่ฟังก์ชันที่ตัวเร่งปฏิกิริยาตกค้าง
โปรตีเอสคือเอ็นไซม์ที่กระตุ้นการสลายโปรตีน ซึ่งเป็นการสลายโปรตีนให้กลายเป็นพอลิเปปไทด์หรือกรดอะมิโนที่มีขนาดเล็กลง กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยการแยกพันธะเปปไทด์ภายในโปรตีนโดยกระบวนการไฮโดรไลซิสโปรตีเอสมีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานทางชีวภาพหลายอย่าง เช่น การย่อยโปรตีนที่กินเข้าไป แคแทบอลิซึมของโปรตีน และการส่งสัญญาณของเซลล์ โปรตีเอสมีอยู่ในทุกรูปแบบของชีวิต Aspartyl, cysteine และ serine เป็นโปรตีเอสที่สำคัญสามชนิดที่มีบทบาทสำคัญในสิ่งมีชีวิต
Aspartyl Protease คืออะไร
แอสปาร์ติลโปรตีเอสเป็นเอนไซม์ทำลายโปรตีนชนิดหนึ่ง พวกมันมีแอสพาเทตที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูงสองตัวในบริเวณที่ทำงาน และพวกมันทำงานอย่างเหมาะสมที่ pH ที่เป็นกรด โปรตีเอสเหล่านี้จะยึดพันธะไดเปปไทด์ที่มีสารตกค้างที่ไม่ชอบน้ำและกลุ่มเบตา-เมทิลีน กลไกการเร่งปฏิกิริยาของ aspartyl protease เป็นกลไกที่เป็นกรด-เบส สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการประสานงานของโมเลกุลของน้ำกับสารตกค้างแอสพาเทตสองตัว แอสปาเทตหนึ่งตัวกระตุ้นโมเลกุลของน้ำโดยการกำจัดโปรตอน สิ่งนี้ทำให้น้ำสามารถโจมตีด้วยนิวคลีโอฟิลิกบนคาร์บอนิลคาร์บอนของสารตั้งต้น เป็นผลให้มันสร้างสารมัธยันตร์ tetrahedral oxyanion ที่ทำให้เสถียรโดยพันธะไฮโดรเจนกับสารตกค้างแอสพาเทตที่สองการจัดเรียงตัวกลางนี้ใหม่มีหน้าที่ในการแบ่งเปปไทด์ออกเป็นผลิตภัณฑ์เปปไทด์สองชิ้น
รูปที่ 01: Aspartyl Protease
มี superfamilies ห้าตัวของ aspartic protease: Clan AA ซึ่งเป็นครอบครัว Clan AC ซึ่งเป็นกลุ่มสัญญาณ peptidase II family, Clan AD ซึ่งเป็นตระกูล presenilin Clan AE ซึ่งเป็นครอบครัว GPR endopeptidase และ Clan AF ซึ่งเป็นตระกูล omptin
ซีสเตอีนโปรตีเอสคืออะไร
ซีสเตอีนโปรตีเอสเป็นกลุ่มของเอนไซม์ไฮโดรเลสที่ย่อยสลายโปรตีน พวกเขาแสดงกลไกการเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับนิวคลีโอฟิลิกซิสเทอีนไธออลในกลุ่มตัวเร่งปฏิกิริยาสามตัวหรือตัวเร่งปฏิกิริยา ขั้นตอนแรกในกลไกการเร่งปฏิกิริยาของซิสเทอีนโปรตีเอสคือการลดโปรตอนกลุ่มไธออลจะถูกลดโปรตอนภายในบริเวณที่ทำงานของเอนไซม์โดยกรดอะมิโนที่อยู่ติดกัน เช่น ฮิสทิดีนซึ่งมีสายข้างพื้นฐาน ขั้นตอนต่อไปคือการโจมตีด้วยนิวคลีโอฟิลิกโดยซัลเฟอร์ประจุลบของซิสเทอีนที่ลดโปรตอนลงบนสารตั้งต้น ที่นี่ ชิ้นส่วนของซับสเตรตจะปล่อยเอมีน และฮิสติดีนที่ตกค้างในโปรตีเอสจะคืนค่ารูปแบบที่ลดโปรตอนของมัน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของสารตัวกลางไธโอเอสเตอร์ของซับสเตรต โดยเชื่อมโยงปลายคาร์บอกซีใหม่กับซิสเทอีนไทออล พันธะไทโอเอสเตอร์จะไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างมอยอิตีของกรดคาร์บอกซิลิกบนชิ้นส่วนของซับสเตรตที่เหลือ
รูปที่ 02: โปรตีเอสซีสเตอีน
ซีสเตอีนโปรตีเอสมีบทบาทหลายอย่างในด้านสรีรวิทยาและการพัฒนาในพืช พวกมันมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโต การพัฒนา การสะสม และการเคลื่อนที่ของโปรตีนในการเก็บรักษา ในมนุษย์ สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญในความชราภาพและการตายของเซลล์ การตอบสนองของภูมิคุ้มกัน การประมวลผลฮอร์โมน และการเปลี่ยนแปลงเมทริกซ์นอกเซลล์เพื่อพัฒนารูปกรวย
ซีรีนโปรตีเอสคืออะไร
ซีรีนโปรตีเอสยังเป็นกลุ่มของเอนไซม์สลายโปรตีนที่ยึดพันธะเปปไทด์ในโปรตีน ซีรีนทำหน้าที่เป็นกรดอะมิโนนิวคลีโอฟิลิกที่บริเวณที่ทำงานของเอนไซม์ สิ่งเหล่านี้มีอยู่ทั้งในยูคาริโอตและโปรคาริโอต โปรตีเอสซีรีนมักจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามโครงสร้างที่โดดเด่นซึ่งประกอบด้วยโดเมนเบต้าบาร์เรลสองโดเมนมาบรรจบกันที่ไซต์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานอยู่และขึ้นอยู่กับความจำเพาะของซับสเตรต พวกมันคล้ายทริปซิน, ไคโมทริปซิน, คล้ายธรอมบิน, คล้ายอีลาสเทส และคล้ายซับติลิซิน
รูปที่ 03: Serine Protease
โพรตีเอสโปรตีเอสที่เกาะติดกันกับพันธะเปปไทด์ตามกรดอะมิโนที่มีประจุบวก เช่น ไลซีนหรืออาร์จินีน พวกมันจำเพาะต่อเรซิดิวที่มีประจุลบ เช่น กรดแอสปาร์ติกหรือกรดกลูตามิก โปรตีเอสคล้าย Chymotrypsin ไม่ชอบน้ำมากกว่า ความจำเพาะของพวกมันอยู่ที่สารตกค้างที่ไม่ชอบน้ำขนาดใหญ่ เช่น ไทโรซีน ทริปโตเฟน และฟีนิลอะลานีน โปรตีเอสที่มีลักษณะคล้าย Thrombin ได้แก่ thrombin ซึ่งเป็นพลาสมิโนเจนที่กระตุ้นเนื้อเยื่อและพลาสมิน สิ่งเหล่านี้ช่วยในการแข็งตัวของเลือดและการย่อยอาหารและในพยาธิสรีรวิทยาในความผิดปกติของระบบประสาท โปรตีเอสคล้ายอีลาสเทสชอบสารตกค้าง เช่น อะลานีน ไกลซีน และวาลีน โปรตีเอสที่มีลักษณะคล้ายซับติลิซินรวมถึงซีรีนในโปรคาริโอต มันใช้กลไกการเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามตัวเพื่อสร้างซีรีนนิวคลีโอฟิลิก การควบคุมการทำงานของซีรีนโปรตีเอสจำเป็นต้องมีการกระตุ้นโปรตีเอสเริ่มต้นและการหลั่งสารยับยั้ง
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง Aspartyl Cysteine กับ Serine Protease คืออะไร
- แอสปาร์ติล ซีสเตอีน และซีรีนโปรตีเอสเร่งการสลายตัวของโปรตีนโดยการแตกแยกของพันธะเปปไทด์
- กลไกคล้ายคลึงกันโดยที่สารตกค้างจากไซต์ทำงานโจมตีพันธะเปปไทด์ทำให้มันแตก
- ทั้งหมดมีนิวคลีโอไฟล์
- พวกมันทั้งหมดเป็นโปรตีน
Aspartyl Cysteine และ Serine Protease แตกต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง aspartyl cysteine และ serine protease ขึ้นอยู่กับกลุ่มการทำงานซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตกค้าง ใน aspartyl protease กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกทำหน้าที่เป็นกลุ่มการทำงาน ในขณะที่ในซิสเทอีนโปรตีเอส กลุ่มไทออลหรือซัลฟไฮดริลทำหน้าที่เป็นกลุ่มการทำงาน และในโปรตีเอสซีรีน กลุ่มไฮดรอกซิลหรือแอลกอฮอล์ทำหน้าที่เป็นกลุ่มการทำงาน
แอสปาร์เตลโปรตีเอสมีไซต์แอกทีฟไซต์ ในขณะที่ซิสเทอีนโปรตีเอสมีไซต์ที่ออกฤทธิ์ของซิสเทอีนสารตกค้างที่ทำงานอยู่ของซีรีนโปรตีเอสคือหมู่ไฮดรอกซิล ดังนั้น นี่เป็นอีกความแตกต่างระหว่าง aspartyl cysteine และ serine protease ซึ่งแตกต่างจากซีรีนและซิสเทอีนโปรตีเอส, โปรตีเอสแอสปาร์เทลไม่ก่อให้เกิดโควาเลนต์ตัวกลางระหว่างกระบวนการแยกส่วน ดังนั้นการสลายโปรตีนจึงเกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวสำหรับแอสปาร์ตเทิลโปรตีเอส
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่าง aspartyl cysteine และ serine protease ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – Aspartyl Cysteine กับ Serine Protease
โปรตีเอสคือเอ็นไซม์ที่เร่งการสลายตัวของโปรตีนให้กลายเป็นพอลิเปปไทด์หรือกรดอะมิโนที่มีขนาดเล็กลง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง aspartyl cysteine และ serine protease คือกลุ่มฟังก์ชันที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเรซิดิว กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกทำหน้าที่เป็นกลุ่มฟังก์ชันในแอสปาร์ตเทิลโปรตีเอส ในขณะที่กลุ่มไทออลหรือซัลฟาไฮดริลทำหน้าที่เป็นกลุ่มฟังก์ชันในซิสเทอีนโปรตีเอส หมู่ไฮดรอกซิลหรือแอลกอฮอล์ทำหน้าที่เป็นหมู่ฟังก์ชันในซีรีนโปรตีเอส
