Trypsin
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| Trypsin-1 | ||
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| Trypsinogen und Trypsin mit gebundenem Trypsininhibitor nach PDB 2PTC und 1TGS | ||
| Vorhandene Strukturdaten: 1fxy, 1trn, 2ra3 | ||
| Größe | 224 Aminosäuren | |
| Kofaktor | Ca2+ | |
| Isoformen | einkettig / zweikettig | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Namen | PRSS1; TRY1 | |
| Externe IDs | OMIM: 276000 UniProt: P07477 | |
| Arzneistoffangaben | ||
| ATC-Code | B06AA07 D03BA01 |
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| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 3.4.21.4 Serinprotease | |
| MEROPS | S01.127 | |
| Reaktionsart | Hydrolyse | |
| Substrat | Arginin-, Lysin-Bindungen in Peptiden | |
| Produkte | Spaltprodukte | |
| Vorkommen | ||
| Übergeordnetes Taxon | Eukaryoten | |
Humanes Trypsin ist ein Gemisch dreier Verdauungsenzyme, die im Dünndarm Eiweiße zersetzen und zu den Peptidasen zählen: Trypsin-1 (kationisches Trypsin, zwei Drittel), Trypsin-2 (anionisches Trypsin, etwa ein Drittel) und Trypsin-4 (Mesotrypsin, wenige Prozent). Viele ähnliche Enzyme bei Säugetieren, Insekten, Fischen und Pilzen tragen ebenfalls den Namen Trypsin.
Mangel an Trypsin-1 führt beim Menschen zur Unterernährung durch Proteinmangel. Ursache kann eine Mutation am TRY1-Gen sein. Eine andere Folge einer solchen Mutation ist erbliche Pankreatitis, bei der körpereigenes Trypsin-1 nicht abgebaut werden kann und die Bauchspeicheldrüse verdaut. Mutation am Gen für Trypsin-2 kann zur chronischen Pankreatitis beitragen.[1]
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Biosynthese
Die Proteasen Trypsin, Chymotrypsin und Carboxypeptidasen werden als inaktive Zymogen-Vorstufen vom Pankreas abgesondert. Das Darmenzym Enteropeptidase, das an das Darmepithel gebunden ist, steuert die Umwandlung der Vorstufe Trypsinogen zu Trypsin. Trypsin aktiviert sich selbst (positive Rückkopplung) und wandelt Chymotrypsinogen, Proelastase wie auch Procarboxypeptidase und weitere inaktive Enzyme in deren aktive Formen (Chymotrypsin, Elastase und Carboxypeptidase) um.
[Bearbeiten] Biologische Funktion
Trypsin gehört zu den sog. Endopeptidasen, die Aminosäuren an bestimmten Stellen innerhalb der Eiweißkette spalten. Trypsin ist eine Serinprotease. Trypsin spaltet selektiv nach Darmregion Peptidbindungen nach den Aminosäuren Lysin, Arginin und auch nach modifiziertem Cystein. Anders als bei den meisten Enzymen sind Proteinasen nicht auf bestimmte Eiweiße spezialisiert, sondern auf bestimmte Strukturmerkmale von Eiweißen - das ist insbesondere für den Verdauungsvorgang wichtig, da der Dünndarm sonst für jede Art von Eiweiß ein eigenes Verdauungsenzym benötigen würde. Außerdem stellen Endopeptidasen ein wichtiges Hilfsmittel bei der chemisch analytischen Sequenzierung von Proteinen dar. Die gespaltenen (denaturierten) Eiweiße werden leicht hydrolysiert - das heißt, sie verbinden sich an den freien Enden mit Wasser und binden Wassermoleküle an sich. Dadurch wird die Oberfläche der aufgenommenen Nahrung vergrößert und der Verdauungsvorgang beschleunigt sich in einem Selbstverstärkungsmechanismus.
Eine ähnliche Funktion und Wirkung hat das von der Magenwand freigesetzte Pepsin.
[Bearbeiten] Verwendung
Trypsin besitzt ein pH-Wert-Optimum von 7-8, arbeitet also bei basischen Bedingungen (wie sie im Dünndarm auch tatsächlich vorliegen) am effektivsten.
In Zellkulturlabors wird Trypsin verwendet, um adhärente Zellen vom Boden der Kulturschalen zu lösen bzw. um Zellen zu vereinzeln. Solange man die Zellen nicht zu lange mit Trypsin behandelt, werden sie nicht geschädigt und nur die extrazellulären Proteine werden gespalten.
In der Proteomik ist Trypsin die am häufigsten eingesetzte Protease, um für die massenspektrometrische Analyse Peptide zu erzeugen, z.B. beim In-Gel-Verdau.
[Bearbeiten] Nachweisreaktion
Die Aktivität von Trypsin kann durch N-Benzoyl-D,L-Arginin-p-nitroanilin (BAPNA) nachgewiesen werden. Dabei wird BAPNA durch das Trypsin am Arginin gespalten und es entsteht p-Nitroanilin. Die Konzentration von p-Nitroanilin kann bei einer Wellenlänge von 410nm spektroskopisch nachgewiesen werden.
[Bearbeiten] Einzelnachweise
[Bearbeiten] Weblinks
- Jennifer McDowall/Interpro: Protein Of The Month: Trypsin and Chymotrypsin. (engl.)
