Аспарагиназа
L-аспарагина́за (КФ 3.5.1.1), L-Аспарагин амидогидролаза — фермент класса гидролаз, катализирующий гидролиз преимущественно L-аспарагина. Применяется как противоопухолевое цитостатическое средство в терапии некоторых лейкозов[4][5], а также при приготовлении пищи[6].
Производится используя Escherichia coli или Erwinia chrysanthemi[7].
Общие сведения
| Аспарагиназа | |
|---|---|
| Химическая формула | C₁₃₇₇H₂₂₀₈N₃₈₂O₄₄₂S₁₇ |
| Является активным ингредиентом в | Spectrila[d][1] |
| Категория безопасности при беременности | Australian pregnancy category D[d] и US pregnancy category C[d] |
| LiverTox likelihood score | LiverTox toxicity likelihood category A[d][2] |
| Имеется у таксона | Q3026652? и кишечная палочка |
| Применяется для лечения | lymphoid leukemia[d][3] и Лимфомы[3] |
Строение
Аспарагиназа является гомотетрамером с четырьмя активными центрами с молекулярной массой по различным данным от 140 до 150 кДа. Каждый мономер состоит примерно из 330 аминокислотных остатков, образующих 14 β-складок и 8 α-спиралей, которые формируют два легкоразличимых домена: N-концевой большего размера и C-концевой. Активный центр образуется между мономерами. Несмотря на то, что все необходимое для катализа уже есть у димера, активной для большинства бактериальных аспаргиназ является лишь тетрамерная форма[8].
Механизм действия
Многочисленные работы, проведённые с целью прояснения механизма действия L-аспарагиназы, показали двухэтапный пинг-понг механизм, такой же как и у сериновой протеазы с единственным исключением, что в качестве нуклеофила у L-аспарагиназы выступает не серин (Ser), а треонин (Thr), расположенный в области подвижной петли активного центра. По положению подвижной петли различают две основные конформации: закрытую и открытую. Связывание субстрата с активным центром инициирует переход подвижной петли в закрытую конформацию, тем самым сближая катализирующий нуклеофил с субстратом[8].
Расщепление аспарагина под действием аспарагиназы приводит к уменьшению его концентрации во внеклеточном пространстве. В нормальных клетках для восстановления уровня аспарагина запускается работа аспарагинсинтетазы; в лейкозных клетках экспрессия аспарагинсинтетазы снижена. Таким образом, аспарагиназа за счёт расщепления аспарагина способна блокировать белковый синтез, тем самым вызывая апоптоз клеток опухоли[5][9].