Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

TRIPSINA

Indice 2003

Il vostro corpo ha bisogno di un consistente apporto di amminoacidi che vengono usati per la crescita e le riparazioni. Ogni giorno, un adulto tipico ha bisogno di circa 35-90 grammi di proteine, a seconda del loro peso. Sorprendentemente, una grande parte di queste può venire dall'interno. Una tipica dieta nord americana può contenere 70-100 grammi di proteine ogni giorno. Ma il vostro corpo secerne anche 20-30 grammi di proteine digestive che vengono a loro volta digerite quando hanno finito il loro compito. Le cellule intestinali morte e le proteine presenti nelle piccole perdite di sangue vengono digerite e riassorbite come amminoacidi, a dimostrazione che il nostro corpo è esperto nel riciclaggio.

Forbici per proteine
Le proteine sono molecole resistenti, così dobbiamo usare un gran numero di enzimi per digerirle cioè per tagliarle completamente fino a liberare gli amminoacidi di cui sono composte. La digestione delle proteine comincia nello stomaco, dove l'acido cloridrico le svolge e l'enzima pepsina comincia ad eseguire i primi tagli. Il vero lavoro comincia però più avanti, nell'intestino. Il pancreas aggiunge un insieme di enzimi proteolitici, il più importante dei quali è la tripsina, che taglia le catene proteiche in frammenti lunghi solo alcuni amminoacidi. Poi, altri enzimi sulla superfice delle cellule intestinali e all'interno delle cellule li tagliano in amminoacidi, pronti per essere usati in tutto il corpo.

Enzimi Proteolitici alla Serina
La Tripsina usa un particolare amminoacido serina per eseguire la reazione che taglia le proteine, e quindi è conosciuta come proteasi alla serina. Le proteasi alla serina sono una vasta famiglia di enzimi che usano tutti un apparato enzimatico simile. Durante la digestione, la tripsina, la chimotripsina e l'elastasi lavorano insieme per tagliare le proteine. Ognuna ha una sua particolare preferenza per alcune catene laterali della proteina: la tripsina (mostrata in alto dall'archivio PDB 2ptn) taglia sul carbossile degli amminoacidi basici, lisina e arginina; la chimotripsina (mostrata in mezzo dall'archivio PDB 2cha) taglia sul carbossile di fenilalanina, tirosina, triptofano e degli altri grandi amminoacidi apolari; infine l'elastasi (mostrata in basso dall'archivio PDB 3est) preferisce le catene laterali degli amminoacidi piccoli come l'alanina. In ogni figura, la serina chiave è mostrata al centro in rosso, con una istidina (bianco e blu) ed un acido aspartico (ne è visibile solo un ossigeno rosso) evidenziati sotto di lei. Enzimi simili alla tripsina si trovano anche in molti altri punti del nostro corpo. Alcuni di questi enzimi sono estremamente specifici, tagliano solamente una particolare proteina. Per esempio, la trombina, presentata come Molecola del Mese nel gennaio 2002, è in grado di tagliare in modo specifico il fibrinogeno, creando così un coagulo di sangue.

Enzimi robusti
Le proteasi alla serina hanno avuto un ruolo centrale nella scoperta e nello studio degli enzimi. Questo perché sono particolarmente facili da studiare. Sono abbondanti nei succhi digestivi e molto stabili, così sono relativamente facili da ottenere e purificare. È anche facile studiare la loro funzione: basta introdurre una qualsiasi proteina e osservare quanto velocemente viene digerita. La chimotripsina è stata fra le prime proteine ad essere studiata con la cristallografia a raggi X, rivelando il suo complesso apparato per legare la proteina bersaglio e compiere una precisa sostituzione atomica. Oggi, ci sono centinaia di strutture di proteasi alla serina disponibili al PDB, che aspettano solo di essere esplorate.

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