Langreichweitige elektrostatische Komplementarität steuert die Substraterkennung durch humanes Chymotrypsin C, einen Schlüsselregulator der Aktivierung von Verdauungsenzymen

Human chymotrypsin C (CTRC) is a pancreatic serine protease that regulates activation and degradation of trypsinogens and procarboxypeptidases by targeting specific cleavage sites within their zymogen precursors. In cleaving these regulatory sites, which are characterized by multiple flanking acidic residues, CTRC shows substrate specificity that is distinct from that of other isoforms of chymotrypsin and elastase. Here, we report the first crystal structure of active CTRC, determined at 1.9-Å resolution, revealing the structural basis for binding specificity. The structure shows human CTRC bound to the small protein protease inhibitor eglin c, which binds in a substrate-like manner filling the S6-S5' subsites of the substrate binding cleft. Significant binding affinity derives from burial of preferred hydrophobic residues at the P1, P4, and P2' positions of CTRC, although acidic P2' residues can also be accommodated by formation of an interfacial salt bridge. Acidic residues may also be specifically accommodated in the P6 position. The most unique structural feature of CTRC is a ring of intense positive electrostatic surface potential surrounding the primarily hydrophobic substrate binding site. Our results indicate that long-range electrostatic attraction toward substrates of concentrated negative charge governs substrate discrimination, which explains CTRC selectivity in regulating active digestive enzyme levels.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Es wird die erste Kristallstruktur des aktiven humanen Chymotrypsins C (CTRC) bei 1,9 Å Auflösung im Komplex mit dem Proteaseinhibitor Eglin c vorgestellt. Wesentliche Bindungsaffinität ergab sich aus hydrophoben Resten an P1, P4 und P2'; saure P2'-Reste konnten über eine Salzbrücke gebunden werden, saure Reste möglicherweise auch an P6. Das einzigartigste Strukturmerkmal ist ein Ring positiven elektrostatischen Oberflächenpotentials; nach Ansicht der Autoren steuert die langreichweitige elektrostatische Anziehung negativ geladener Substrate die Substratunterscheidung und erklärt damit die CTRC-Selektivität.

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