Protease aspártica

Propéptido A1
	Protease aspárticaEstruturas molecular e cristalográfica da progastricsina humana, à resolução de 1.62 angstroms.
Indicadores
Símbolo	A1_Propeptide
Pfam	PF07966
InterPro	IPR012848

Protease aspártica eucariótica
	Protease aspárticaEstrutura da protease aspártica dimérica do vírus HIV a branco e cinzento, com um substrato peptídico a preto e as cadeias laterais do aspartato presente no centro activo a vermelho.(PDB 1KJF)
Indicadores
Símbolo	Asp
Pfam	PF00026
InterPro	IPR001461
PROSITE	PDOC00128
SCOP	1mpp
Família OPM	108
Proteína OPM	1lyb

Proteases aspárticas são um tipo de enzimas proteolíticas que utilizam uma molécula de água ligada a um ou mais resíduos aspárticos para a catálise de substratos peptídicos. Estas enzimas possuem geralmente dois resíduos aspárticos altamente conservados no centro activo e possuem actividade máxima a pHs ácidos. Quase todas as proteases aspárticas actualmente conhecidas são inibidas pela pepstatina.

Várias endopeptidases aspárticas EC 3.4.23. com origem em vertebrados, fungos e vírus foram caracterizadas.^[1] Mais recentemente, endopeptidases aspárticas associadas com o processamento da prepilina tipo bacteriano 4 ^[2] e preflagelina de Archaea têm sido descritas.^[3]^[4]

Proteases aspárticas de origem eucariótica incluem pepsinas, catepsinas, e reninas. Estas têm uma estrutura com dois domínios, decorrente de duplicação ancestral. Proteases retrovirais e de retrotransposões (proteases aspárticas retrovirais) são muito mais pequenas e parecem possuir homologia com um único domínio das proteases aspárticas eucarióticas. Cada domínio contribui com um resíduo catalítico Asp, estando a fenda catalítica localizada entre os dois lobos da molécula.Um dos lobos terá provavelmente evoluído a partir do outro, através dum fenómeno de duplicação genética num passado distante. Apesar das estruturas tridimensionais das enzimas actualmente conhecidas serem muito semelhantes, as suas sequências aparentam um maior grau de divergência. O centro catalítico é a excepção, sendo muito conservado. A presença e a posição de pontes dissulfito são outra característica conservada das peptidases aspárticas.

Mecanismo Catalítico

As proteases aspárticas são uma família de proteases com actividade altamente específica, clivando tendencialmente ligações entre dipéptidos que possuam resíduos hidrofóbicos, assim como um grupo beta-metileno. Ao contrário de proteases serínicas ou cisteínicas, estas proteases não formam um covalente intermediário durante a clivagem. A proteólise ocorre, portanto, num único passo.

Enquanto um número de diferentes mecanismos para a actividade das proteases aspárticas têm sido propostos, o mais amplamente aceite é um mecanismo ácido-base geral, que envolve a coordenação de uma molécula de água entre os dois resíduos aspárticos altamente conservados.^[6]^[7] Um aspartato activa a água pela abstração de um protão, permitindo que a água realize um ataque nucleofílico ao carbono do carbonilo da ligação peptídica, gerando um intermediário oxianiónico tetraédrico. O rearranjo deste intermediário leva à protonação daamida cindível, resultando na divisão do substrato peptídico original em dois produtos peptídicos.

Inibição

A pepstatina é um inibidor de proteases aspárticas.

Classificação

Cinco superfamílias (clãs) de proteases aspárticas são conhecidas, cada uma representando uma evolução independente do mesmo centro ativo e mecanismos. Cada superfamília contém várias famílias com sequências semelhantes. A classificação sistemática MEROPS nomeia estes clãs por ordem alfabética:

Clã AA (e.g. Família da Pepsina)
Clã CA (e.g. Família da Sinal peptidase II)
Clã AD (e.g. Família da Presenilina)
Clã AE (e.g. Família da endopeptidase GPR)
Clã AF (e.g. Família da Omptina)

Propéptido

Muitas endopeptidases aspárticas de origem eucariótica (MEROPS família A1) são sintetizadas com péptidos sinal e propéptidos. Os propéptidos da endopeptidase-tipo pepsina animal contêm um motivo conservado com cerca de 30 resíduos. No pepsinogénio A, os primeiros 11 resíduos da sequência matura da pepsina são deslocados pelos resíduos do propéptido. O propéptido contem duas hélices que bloqueiam o acesso à fenda catalítica. Em particular o resíduo Asp11 do propéptido da pepsina, liga-se à Arg conservada através de pontes de hidrogénio. Esta ponte de hidrogénio estabiliza a conformação do propéptido e é provavelmente responsável por desencadear a conversão do pepsinogénio em pepsina, quando em condições de pH ácido.^[8]^[9]

Exemplos

Humano

Proteínas humanas contendo este domínio

BACE1; BACE2; CTSD; CTSE; NAPSA; PGA5; PGC; REN;

Outros organismos

Cardosina - Presente na inflorescência do cardo, e muito utilizada para o fabrico artesanal de queijos de pasta mole.
Protease do HIV-1 - Um dos principais alvos para o tratamento do HIV
Nepenthesina - Isolada das secreções de plantas carnívoras do género Nepenthes e potencialmente envolvidas na digestão de presas (insectos).

Ligações externas

A base de dados online MEROPS com informação relativamente a peptidases e os seus inibidores: Peptidases Aspárticas
MEROPS: Família A1
Endopeptidases Aspárticas na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

Ver também

Referências

↑ Szecsi PB (1992). "The aspartic proteases". Scand. J. Clin. Lab. In vest. Suppl. 210: 5–22. doi:10.3109/00365519209104650. PMID 1455179
↑ Taylor RK, LaPointe CF (2000). "The type 4 prepilin peptidases comprise a novel family of aspartic acid proteases." J. Biol. Chem. 275 (2):1502-10. doi:10.1074/jbc.275.2.1502. PMID: 1455179.
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[pmid3313384a-6] Suguna K, Padlan EA, Smith CW, Carlson WD, Davies DR (1987).

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