Протеиназа K
Протеиназа K (протеаза K, эндопептидаза K; КФ [enzyme.expasy.org/EC/3.4.21.64 3.4.21.64])[1] — сериновая протеаза широкого спектра. Обнаружена в 1974 году в экстракте грибка Engyodontium album (Tritirachium album)[2].
Протеиназа К способна расщеплять кератин, основной белок волос, отсюда и пошло её название. Основные участки в пептиде, распознаваемые и гидролизуемые протеиназой, — пептидные связи, соседствующие с карбоксильной группой алифатических и ароматических аминокислот с закрытой альфа-амино-группой. Широко используется благодаря её широкой специфичности.
Структура
Протеиназа К состоит из 384 аминокислот. Для ферментативной активности требует присутствие ионов Ca2+ (1 - 5 mM). Протеиназы K содержит два сайта связывания ионов Ca2+, которые расположены вблизи активного центра, но не принимают непосредственного участия в каталитической реакции. Фермент расщепляет белки преимущественно по гидрофобным аминокислотам (алифатические, ароматические и другие гидрофобных аминокислоты). Белки полностью расщепляются, при длительной инкубации или при высокой концентрации протеиназы К. После удаления ионов кальция, стабильность фермента снижается, но протеолитическая активность остается. Удаление ионов Ca2+ снижает каталитическую активность протеиназы К на 80%, но остаточной активности вполне достаточно для расщепления белков [3]. Поэтому, протеиназу К можно использовать для очистки нуклеиновых кислот в присутствии ЭДТА (ингибирующий магний-зависимых ДНКаз).
Активность протеиназы К
В молекулярной биологии протеиназа К широко применяется для удаления белковой примеси в препаратах нуклеиновых кислот. Кроме этого, протеиназа К быстро расщепляет и инактивирует нуклеазы в препаратах ДНК или РНК.
Повышение температуры реакции от 37°C до 60°C увеличивает активность протеиназы K в несколько раз, как и при добавление 0,5 - 1% SDS или гуанидина хлорида (3 M) или гуанидина тиоционата (1 M) или мочевины (4 M) [4]. Так как повышается доступность пептидных связей белков для протеиназы К и, таким образом, даже ускоряют их гидролиз.
Протеиназа К работает в широком диапазоне pH (4-12), её оптимум - pH 8.
Температура выше 65°C или присутствие трихлоруксусной кислоты или сериновых протеаз-ингибиторов AEBSF, PMSP или DFP ингибируют активность.
Протеиназы К не ингибируется в присутствии гуанидина хлорида (до 3 M), гуанидина тиоционата (до 1 M), мочевины (до 4 M), Sarkosyl, Triton X-100, Tween 20, SDS, EDTA, цитрат, йодуксусной кислоты и, а также в присутствии ингибиторов сериновых протеаз, как Nα-Tosyl-Lys Chloromethyl Ketone (TLCK) и Nα-Tosyl-Phe Chloromethyl Ketone (TPCK).
Активность протеиназы К в стандартных буферах
| Буфер (pH 8.0, 50°C, 1.25 мкг/мл протеиназы К, 15 мин инкубации) | Активность протеиназы К (%) |
|---|---|
| 30 mM Tris·Cl | 100 |
| 30 mM Tris·Cl; 30 mM EDTA; 5% Tween 20; 0.5% Triton X-100; 800 mM GuHCl | 313 |
| 36 mM Tris·Cl; 36 mM EDTA; 5% Tween 20; 0.36% Triton X-100; 735 mM GuHCl | 301 |
| 10 mM Tris·Cl; 25 mM EDTA; 100 mM NaCl; 0.5% SDS | 128 |
| 10 mM Tris·Cl; 100 mM EDTA; 20 mM NaCl; 1% Sarkosyl | 74 |
| 10 mM Tris·Cl; 50 mM KCl; 1.5 mM MgCl2; 0.45% Tween 20; 0.5% Triton X-100 | 106 |
| 10 mM Tris·Cl; 100 mM EDTA; 0.5% SDS | 120 |
| 30 mM Tris·Cl; 10 mM EDTA; 1% SDS | 203 |
Напишите отзыв о статье "Протеиназа K"
Примечания
- ↑ Betzel C, Singh TP, Visanji M, et al. (July 1993). «[www.jbc.org/content/268/21/15854.long Structure of the complex of proteinase K with a substrate analogue hexapeptide inhibitor at 2.2-A resolution]». The Journal of Biological Chemistry 268 (21): 15854–15858. PMID 8340410.
- ↑ Ebeling W, Hennrich N, Klockow M, Metz H, Orth HD, Lang H (1974). «[dx.doi.org/10.1111/j.1432-1033.1974.tb03671.x Proteinase K from Tritirachium album Limber]». European Journal of Biochemistry 47 (1): 91–97. DOI:10.1111/j.1432-1033.1974.tb03671.x. PMID 4373242.
- ↑ Müller A, Hinrichs W, Wolf WM, Saenger W (1994). «[www.jbc.org/content/269/37/23108.long Crystal structure of calcium-free proteinase K at 1.5-Å resolution]». Journal of Biological Chemistry 269: 23108-23111. PMID 8083213.
- ↑ Hilz H, Wiegers U, Adamietz P (1975). «[dx.doi.org/10.1111/j.1432-1033.1975.tb02211.x Stimulation of proteinase K action by denaturing agents: application to the isolation of nucleic acids and the degradation of 'masked' proteins]». European Journal of Biochemistry 56 (1): 103–108. DOI:10.1111/j.1432-1033.1975.tb02211.x. PMID 1236799.
Отрывок, характеризующий Протеиназа K
Князь Андрей испуганно поспешно отвернулся от них, боясь дать заметить им, что он их видел. Ему жалко стало эту хорошенькую испуганную девочку. Он боялся взглянуть на нее, по вместе с тем ему этого непреодолимо хотелось. Новое, отрадное и успокоительное чувство охватило его, когда он, глядя на этих девочек, понял существование других, совершенно чуждых ему и столь же законных человеческих интересов, как и те, которые занимали его. Эти девочки, очевидно, страстно желали одного – унести и доесть эти зеленые сливы и не быть пойманными, и князь Андрей желал с ними вместе успеха их предприятию. Он не мог удержаться, чтобы не взглянуть на них еще раз. Полагая себя уже в безопасности, они выскочили из засады и, что то пища тоненькими голосками, придерживая подолы, весело и быстро бежали по траве луга своими загорелыми босыми ножонками.Князь Андрей освежился немного, выехав из района пыли большой дороги, по которой двигались войска. Но недалеко за Лысыми Горами он въехал опять на дорогу и догнал свой полк на привале, у плотины небольшого пруда. Был второй час после полдня. Солнце, красный шар в пыли, невыносимо пекло и жгло спину сквозь черный сюртук. Пыль, все такая же, неподвижно стояла над говором гудевшими, остановившимися войсками. Ветру не было, В проезд по плотине на князя Андрея пахнуло тиной и свежестью пруда. Ему захотелось в воду – какая бы грязная она ни была. Он оглянулся на пруд, с которого неслись крики и хохот. Небольшой мутный с зеленью пруд, видимо, поднялся четверти на две, заливая плотину, потому что он был полон человеческими, солдатскими, голыми барахтавшимися в нем белыми телами, с кирпично красными руками, лицами и шеями. Все это голое, белое человеческое мясо с хохотом и гиком барахталось в этой грязной луже, как караси, набитые в лейку. Весельем отзывалось это барахтанье, и оттого оно особенно было грустно.
Один молодой белокурый солдат – еще князь Андрей знал его – третьей роты, с ремешком под икрой, крестясь, отступал назад, чтобы хорошенько разбежаться и бултыхнуться в воду; другой, черный, всегда лохматый унтер офицер, по пояс в воде, подергивая мускулистым станом, радостно фыркал, поливая себе голову черными по кисти руками. Слышалось шлепанье друг по другу, и визг, и уханье.
На берегах, на плотине, в пруде, везде было белое, здоровое, мускулистое мясо. Офицер Тимохин, с красным носиком, обтирался на плотине и застыдился, увидав князя, однако решился обратиться к нему:
– То то хорошо, ваше сиятельство, вы бы изволили! – сказал он.
– Грязно, – сказал князь Андрей, поморщившись.
– Мы сейчас очистим вам. – И Тимохин, еще не одетый, побежал очищать.
– Князь хочет.
– Какой? Наш князь? – заговорили голоса, и все заторопились так, что насилу князь Андрей успел их успокоить. Он придумал лучше облиться в сарае.
«Мясо, тело, chair a canon [пушечное мясо]! – думал он, глядя и на свое голое тело, и вздрагивая не столько от холода, сколько от самому ему непонятного отвращения и ужаса при виде этого огромного количества тел, полоскавшихся в грязном пруде.
7 го августа князь Багратион в своей стоянке Михайловке на Смоленской дороге писал следующее:
«Милостивый государь граф Алексей Андреевич.
(Он писал Аракчееву, но знал, что письмо его будет прочтено государем, и потому, насколько он был к тому способен, обдумывал каждое свое слово.)
Я думаю, что министр уже рапортовал об оставлении неприятелю Смоленска. Больно, грустно, и вся армия в отчаянии, что самое важное место понапрасну бросили. Я, с моей стороны, просил лично его убедительнейшим образом, наконец и писал; но ничто его не согласило. Я клянусь вам моею честью, что Наполеон был в таком мешке, как никогда, и он бы мог потерять половину армии, но не взять Смоленска. Войска наши так дрались и так дерутся, как никогда. Я удержал с 15 тысячами более 35 ти часов и бил их; но он не хотел остаться и 14 ти часов. Это стыдно, и пятно армии нашей; а ему самому, мне кажется, и жить на свете не должно. Ежели он доносит, что потеря велика, – неправда; может быть, около 4 тысяч, не более, но и того нет. Хотя бы и десять, как быть, война! Но зато неприятель потерял бездну…
Что стоило еще оставаться два дни? По крайней мере, они бы сами ушли; ибо не имели воды напоить людей и лошадей. Он дал слово мне, что не отступит, но вдруг прислал диспозицию, что он в ночь уходит. Таким образом воевать не можно, и мы можем неприятеля скоро привести в Москву…
