【4.3.5】蛋白质水解

一、蛋白质的水解(Protein hydrolysis)

蛋白质在强酸、强碱或蛋白酶的催化下均能够发生水解。但需要注意的是,酸水解会破坏几种氨基酸,特别是Trp几乎全部被破坏,其次是三种羟基氨基酸。另外,Gln和Asn在酸性条件下,容易水解成Glu和Asp。酸水解常用硫酸或盐酸,使用最广泛的是盐酸;碱水解会导致多数氨基酸遭到不同程度的破坏,且产生消旋现象(racemization),但不会破坏Trp;酶水解效率高、不产生消旋作用,也不破坏氨基酸,但不同的蛋白酶对肽键特异性不一样,因此,由一种酶水解获得的通常是蛋白质的部分水解产物。

根据被水解肽键的位置,蛋白酶可以分为只能水解肽链内部肽键的内切蛋白酶和专门水解肽链末端肽键的外切蛋白酶。外切蛋白酶又可以分为专门水解N-端肽键的氨肽酶(aminopeptidases)和专门水解C-端肽键的羧肽酶(carboxypeptidases)。

  1. 酸水解:可以完全破坏Trp,同时导致Gln和Asn分别脱酰胺变成Glu和Asp(Acid-catalyzed hydrolysis: can destroy Trp; Gln→Glu, Asn→Asp)
  2. 碱水解:可导致氨基酸消旋(Base-catalyzed hydrolysis: can cause racemation of amino acids)
  3. 酶水解:由蛋白酶催化(Enzymatic hydrolysis: catalyzed by proteases)

二、蛋白质的酶水解

  1. N端水解:由氨肽酶催化(N -terminal hydrolysis: catalyzed by Aminopeptidases)
  2. C端水解:由羧肽酶催化(C-terminal hydrolysis: catalyzed by Carboxypeptidases)
    • 羧肽酶A切除C端除了P、R和K以外所有的氨基酸残基 (Carboxypeptidase A cleaves all except for P, R, K);
    • 羧肽酶B只能切除C端的R和K(Carboxypeptidase B cleaves only R, and K);
    • 羧肽酶Y或C能切除C端所有的氨基酸残基(Carboxypeptidase Y or C cleaves all).
  3. 内部水解:由内肽酶催化(Internal hydrolysis: catalyzed by endopeptidases)
    • 胰蛋白酶只切除R和K的羧基与其他氨基酸形成的肽键 (Trypsin - cleaves on the C-side of K or R);
    • 胰凝乳蛋白酶只切除F、Y和W的羧基与其他氨基酸形成的肽 键(Chymotrypsin - C-side of F, Y, W)

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
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