Пространственная структура плазмепcина II

1 Структура в целом

Тип макромолекулы – белок. Плазмепсин II – аспарагиновая протеаза одноклеточного эукариотического паразитического организма Plasmodium falciparum, являющегося возбудителем малярии. Плазмепсин II (PMII) способен расщеплять нативный гемоглобин, но более активен против денатурированного или фрагментированного глобина [1]. Белок состоит из 1 полимерной цепи. Асимметрическая единица совпадает с биологической [2].

Рис. 1. Общий вид хода остова полимерных цепей

2 Отдельные цепи

Организм Plasmodium falciparum
uniprot_id Q8I6V3
Название PLM2_PLAF7
Наличие мутаций -
Наличие модифицированных аминокислотных остатков +

Табл. 1. Информация о полимерной цепи [3]

Функция

Во время бесполого размножения в крови участвует в первоначальном расщеплении нативного гемоглобина хозяина, вызывая денатурацию гемоглобина [1]. Преимущественно расщепляет денатурированный гемоглобин, который был разрушен плазмепсином I. Переваривание гемоглобина хозяина – важный этап, который обеспечивает паразита аминокислотами для синтеза белков и регулирует осмолярность [3].

Рис. 2. Белок, окрашенный по типу вторичной структуры

3 Малые молекулы

ID (краткое наименование Name (полное наименование) Формула Фрагменты pdb-файла
8VO (4R)-3-[(2S,3S)-3-[[(2R)-2-[2-(4-aminophenyl)ethanoylamino]-3-methylsulfanyl-propanoyl]amino]-2-oxidanyl-4-phenyl-butanoyl]-5,5-dimethyl-N-[(1S,2R)-2-oxidanyl-2,3-dihydro-1H-inden-1-yl]-1,3-thiazolidine-4-carboxamide C37H45N5O6S2 8VO.txt
CPS 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate C32H58N2O7S CPS.txt
GOL glycerol C3H8O3 GOL.txt

Табл. 2. Малые молекулы [2]

Рис. 3. Аминокислотное окружение лиганда 8VO (остатки белка на расстоянии до 5 Å с остатками белковых цепей)

Рис. 4. Аминокислотное окружение лиганда 8VO (остатки белка на расстоянии до 5 Å)

4 Взаимодействия между аминокислотными остатками

Рис. 5. Водородная связь, затрагивающая атомы остова белка

Рис. 6. Водородная связь, затрагивающая атомы боковых радикалов аминокислот

Рис. 7. Солевой мостик

Рис. 8. Дисульфидная связь

Рис. 9. Все ароматические кольца белка (стэкинг отсутствует)

5 Каталитическая активность

Альтернативное название белка - аспарагиновая гемоглобиназа II. EC: 3.4.23.39. Катализирует реакцию гидролиза связей гидрофобных остатков в гемоглобине или глобине. Также разрушает субстраты малых молекул, такие как Ala-Leu-Glu-Arg-Thr-Phe-, -Phe(NO2)-Ser-Phe-Pro-Thr [4].

Активный центр

Активный центр плазмепсина II состоит из 2-х аминокислотных остатков: PHE-33 и CYS-213 [2]. Взаимодействий между остатками каталитического центра нет.

Рис. 10. Активный центр белка

Рис. 11. Аминокислотное окружение активного центра белка (остатки на расстоянии до 5 Å) и взаимодействия между остатками активного центра и окружения

6 Ингибирование

Ингибитор плазмепсина II – лиганд 8VO (KNI-10333). Фенилацетил в P3-позиции в KNI-10333 регулирует ориентацию кольца, чтобы создать новые водородные связи. Водородная связь между аминогруппой фенилацетильного фрагмента KNI-10333 и ASP-295 PMII может быть причиной его более высокой ингибиторной активности по сравнению с другими ингибиторами [1]. Так как расстояние между ингибитором и активным центром большое и ингибитор связывается не с активным центром, а с другими остатками, может иметь место неконкурентное ингибирование.

Рис. 12. Ингибитор KNI-10333 и расстояние между ингибитором и активным центром

7 Литература

  1. Статья на сайте PubMed
  2. Информация о белке 5YIC
  3. Информация о полимерной цепи Q8I6V3
  4. Информация о ферментативной активности Плазмепсина II
  5. PDB-файл белка 5YIC