In molekyylibiologian , on yleisesti merkitty katalyyttinen triadi kolme tähdettä on aminohapon , joka esiintyy yhdessä aktiivisen joidenkin hydrolaasit ja transferaaseista , kuten peptidaasien , amidaasit , ja esteraasit , ja lipaasit ja β-laktamaaseja . Yksi yleinen tapa tuottaa nukleofiilinen tähteiden varten kovalenttista katalyysi on mukana jokin happo - emäs - nukleofiilinen kolmikko . Nämä tähteet muodostavat varauksensiirtoverkon, joka polarisoi ja aktivoi nukleofiilisen jäännöksen, joka hyökkää substraattiin muodostaen kovalenttisen välituotteen, joka sitten hydrolysoidaan entsyymin vapauttamiseksi uudelleen . Tällaisen kolmikon nukleofiili on yleensä seriini tai kysteiini , mutta se voi olla myös treoniini .
Tähteet, jotka muodostavat katalyyttisen triadin voi olla hyvin kaukana toisistaan pitkin peptidisekvenssi ( primaarirakenne ) entsyymien katsotaan, mutta yleensä lähellä toisiaan, koska taitto ja polypeptidien osaksi monimutkaiseen kolmiulotteiseen tertiäärinen rakenne .
Katalyyttiset kolmikot ovat yksi parhaista esimerkeistä evoluution konvergenssissa : katalysoitujen kemiallisten reaktioiden luonne johti itsenäisesti samantyyppisiin aktiivisiin kohtiin vähintään 23 erillisestä superperheestä. Niiden reaktiomekanismi on siksi yksi parhaiten ymmärrettävistä koko biokemiassa .
Sivuketju on nukleofiilinen jäännös suorittaa kovalenttisen katalyysin on substraatille . Yksinäinen pari on atomin on happi tai rikki hyökätä atomi hiili on karbonyyli , joka on elektropositiivisten . Yhdelläkään 22 proteogeenisestä aminohaposta ei ole riittävästi nukleofiilisiä funktionaalisia ryhmiä katalysoimaan monia vaikeita reaktioita.
Tärkeimmät entsymaattinen nukleofiilejä ovat hydroksyyli OH peräisin alkoholista ryhmä on seriini ja sulfhydryyli SH päässä tioli- ryhmä tai tiolaatti S - ioni ja kysteiini . Näiden nukleofiilien sisällyttäminen katalyyttiseen kolmikkoon lisää niiden aktiivisuutta. Jotkut peptidaasit käyttää sekundäärisen alkoholin ja treoniini ; kuitenkin, koska läsnä on vielä metyyli -ryhmä , nämä peptidaasit käyttää N- terminaalisen amidin emäksenä mieluummin kuin toisella aminohappotähteellä.
Koska ei ole luonnollinen aminohappo on riittävän nukleofiilinen on katalysoida kemiallisten reaktioiden kyseessä omasta, katalyyttinen kolmi- liittyy pohja , joka polarisoi ja deprotonates nukleofiili lisäämiseksi sen reaktiivisuutta. Tämä emäs deprotonoi myös ensimmäisen reaktiotuotteen poistavan ryhmän poistamisen edistämiseksi .
Tämä on yleensä jäännös, ja histidiinin joka pelaa perus rooli katalyyttisen triadin, koska sen p K mahdollistaa sekä tehokkaan katalyysin, muodostumista vetysidoksen tähteen kanssa happoa , ja deprotonointi nukleofiilisen jäännös. Β-laktamaasi tyypin TEM-1 niiden käyttöä jäännös lysiini . Erittäin suuri p K- arvo lysiinin - lähellä 11 - kompensoidaan jäännös glutamaatin ja useita muita tähteitä, jotka vaikuttavat vakiinnuttamaan deprotonoidussa muodossa aikana katalyyttisen syklin . Rajoittamiseksi steerisen esteen , treoniini proteaasit käyttää N- terminaalisen amidin emäksenä lisäämiseksi katalyyttinen reaktiivisuus treoniinitähde.
Hapan Jäännös teoksia kohdistamalla ja polarisoimalla perus jäännös . Tämä on yleensä aspartaatti- tai glutamaattitähde . Jotkut entsyymit sisältävät itse asiassa "katalyyttisen dyadin", koska happama komponentti ei välttämättä ole välttämätön joillekin kysteiiniproteaaseille . Siten papaiini käyttää asparagiinia kolminaisena jäsenenä, joka ei millään tavalla voi toimia happona, vaan yksinkertaisesti orientoida histidiinin oikein reaktiota varten. Samoin peptidaasi on Hepatiitti A sisältää vesimolekyyli , jossa pitäisi olla happotähde. Lopuksi sytomegaloviruspeptidaasit käyttävät kahta vierekkäistä histidiinitähdettä, joista toinen toimii emäksenä ja toinen hapan tähteen tavallisesti käyttämässä paikassa; tämä toinen histidiinitähde ei ole hapan, vaan päinvastoin emäksinen, mikä johtaa alempaan katalyyttiseen tehokkuuteen tälle entsyymille.
Kymotrypsiini pidetään yhtenä paradigmoja ja entsyymien katalyyttinen kolmikko, triadi tässä seriini - histidiini - aspartaatti .
Sama kolmikko on myös tehty konvergentti evoluutio on α / β hydrolaasi taittuu kuten tiettyjen lipaasit ja esteraasit , mutta kiraalisuus on kuitenkin päinvastainen. Asetyylikoliiniesteraasia käyttää yhtä seriini - histidiini - glutamaatti .
Useat kysteiiniproteaasiperheet käyttävät tätä aminohappoyhdistelmää katalyyttisenä triadina, esimerkiksi TEV-proteaasi ja papaiini . Tämä kysteiinikolmio toimii kuten seriiniproteaasit, mutta siinä on joitain merkittäviä eroja. Erityisesti rooli aspartaatti , että kolmikko papaiini ei ole selvä ja useita kysteiiniproteaasien todella käyttää katalyyttinen dyadin, kuten peptidaasi on Hepatiitti A .
Katalyyttinen kolmikko peptidaasi on sytomegaloviruksen käytetään kahta tähdettä ja histidiinin vieressä raon pohja ja happo . Poista histidiini "happo" johtaa toimintaa vain kymmenen kertaa alempi, kun taas poistetaan jäännös aspartaatin , että kymotrypsiinin johtaa aktiivisuuden 10000 kertaa vähemmän. Tämä erityinen kolmikko on tulkittu mahdolliseksi tapaksi tuottaa entsyymiä, jolla on vähentynyt aktiivisuus katkaisunopeuden hallitsemiseksi .