|  |
| --- |
|  |
| Estrutura cristalográfica da subtilisina. |
| Subtilisina BPN' |
| **Identificadores** |
| Símbolo | apr |
| Entrez | 5712479 |
| PDB | 1st2 Máis estruturas |
| UniProt | P00782 |
| **Outros datos** |
| Número EC | 3.4.21.62 |

A **subtilisina** é un encima protease non específico que se obtivo inicialmente do *Bacillus subtilis* (de aí o seu nome), pero tamén aparecen subtilisinas noutras especies bacterianas.

As subtilisinas pertencen ás subtilases, un grupo de serina proteases que, igual que as outras serina proteases, inician o ataque nucleofílico ao enlace peptídico por medio dun residuo de serina situado no sitio activo. As subtilisinas teñen xeralmente pesos moleculares de aproximadamente entre 20.000 e 45.000 daltons. Poden obterse de certos tipos de bacterias do solo, como *Bacillus amyloliquefaciens* que as segregan en grandes cantidades.

Nomenclatura
------------

Outros nomes que se lle deron ás subtilisinas son: *alcalase*, *alcalase 0.6L*, *alcalase 2.5L*, *encima ALK*, *bacilopeptidase A*, *bacilopeptidase B*, *proteinase alcalina bioprase de Bacillus subtilis*, *bioprase AL 15*, *bioprase APL 30*, *colistinase*, *subtilisina J*, *subtilisina S41*, *subtilisina Sendai*, *subtilisina GX*, *subtilisina E*, *subtilisina BL*, *xenenase I*, *esperase*, *maxatase*, *termoase PC 10*, *protease XXVII*, *termoase*, *superase*, *subtilisina DY*, *subtilopeptidase*, *SP 266*, *savinase 8.0L*, *savinase 4.0T*, *kazusase*, *protease VIII*, *opticlean*, *proteinase alcalina de Bacillus subtilis*, *protina A 3L*, *savinase*, *savinase 16.0L*, *savinase 32.0 L EX*, *orientase 10B*, *protease S*.

Estrutura
---------

A estrutura da subtilisina foi determinada por cristalografía de raios X. É unha proteína globular de 275 residuos con varias hélices alfa, e unha grande folla beta. Non está estruturalmente relacionada co clan da quimotripsina de serina proteases, pero utiliza o mesmo tipo de tríade catalítica no seu sitio activo. Este é un exemplo clásico de evolución converxente.

Mecanismo de catálise
---------------------

O sitio activo presenta unha rede de relevo de carga na que interveñen os residuos Asp-32, His-64, e a Ser-221 do sitio activo dispostos nunha tríade catalítica. A rede de relevo de carga funciona do seguinte xeito: A cadea lateral carboxilato do Asp-32 forma enlaces de hidróxeno co protón unido a nitróxeno do anel de imidazol da His-64. Isto é posible porque o Asp está cargado negativamente a pH fisiolóxico. O outro nitróxeno da His-64 forma enlaces de hidróxeno co protón do O-H da Ser-221. Esta última interacción ten como resultado unha separación de carga de O-H, e o átomo de oxíxeno faise máis nucleofílico. Isto permite que o átomo de oxíxeno da Ser-221 ataque aos substratos entrantes (é dicir, corte os enlaces peptídicos dos péptidos entrantes), axudado pola cadea lateral carboxiamida veciña da Asn-155.

Aínda que os residuos Asp-32, His-64, e Ser-221 están lonxe na secuencia proteica, están xuntos no sitio activo cando a proteína se prega.

Para resumir as interaccións antes descritas, a Ser-221 actúa como un nucleófilo e rompe o enlace peptídico co seu átomo de oxíxeno parcialmente negativo. Isto é posible debido á natureza de relevo de carga do sitio activo da subtilisina.

Aplicacións
-----------

### Ferramenta de laboratorio

En bioloxía molecular, cando se usa como organismo modelo a bacteria *B. subtilis*, o xene que codifica a subtilisina (*aprE*) é a miúdo o segundo xene que se prefire utilizar, despois do xene *amyE*, para facer construtos reporteiros integrados, debido á súa prescindibilidade.

### Comerciais

As subtilisinas transformadas por enxeñaría xenética utilízanse moito en produtos comerciais (o encima nativo é doadamente inactivado por deterxentes e temperaturas altas) para limpeza en lavandarías deterxentes de lavalouzas, cosméticos, procesamento de alimentos, pomadas para o coidado da pel, limpeza de lentes de contacto, e en investigación en química orgánica sintética.

Notas
-----

1. ↑  PDB 1st2; Bott R, Ultsch M, Kossiakoff A, Graycar T, Katz B, Power S (June 1988). "The three-dimensional structure of Bacillus amyloliquefaciens subtilisin at 1.8 A and an analysis of the structural consequences of peroxide inactivation". *J. Biol. Chem.* **263** (16): 7895–906. PMID 3286644.
2. ↑  Ottesen Mm, Svendsen I (1970). "The subtilisins". *Methods Enzymol.* **19**: 199–215. doi:10.1016/0076-6879(70)19014-8.
3. ↑  Markland FS, Smith EL (1971). "Subtilisins: primary structure, chemical and physical properties". En Boyer PD. *The Enzymes* **3** (3rd ed.). New York: Academic Press. pp. 561–608.
4. ↑  Philipp M, Bender ML (1983). "Kinetics of subtilisin and thiolsubtilisin". *Mol. Cell. Biochem.* **51** (1): 5–32. PMID 6343835. doi:10.1007/bf00215583.
5. ↑  Nedkov P, Oberthür W, Braunitzer G (April 1985). "Determination of the complete amino-acid sequence of subtilisin DY and its comparison with the primary structures of the subtilisins BPN', Carlsberg and amylosacchariticus". *Biol. Chem. Hoppe-Seyler* **366** (4): 421–30. PMID 3927935. doi:10.1515/bchm3.1985.366.1.421.
6. ↑  Ikemura H, Takagi H, Inouye M (June 1987). "Requirement of *pro*-sequence for the production of active subtilisin E in *Escherichia coli*". *J. Biol. Chem.* **262** (16): 7859–64. PMID 3108260.
7. ↑  Polgár L (1987). "Structure and function of serine proteases". En Brocklehurst K, Neuberger A. *Hydrolytic enzymes*. Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-80886-8.
8. ↑  Spar Washing Detergent contents  Arquivado 23 de setembro de 2020 en Wayback Machine.
9. ↑  "Copia arquivada". Arquivado dende o orixinal o 26 de setembro de 2008. Consultado o 24 de setembro de 2014.
10. ↑  "Copia arquivada". Arquivado dende o orixinal o 03 de febreiro de 2008. Consultado o 24 de setembro de 2014.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q423655
* GEC: 0144101
* MAG: 2779811187

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* CAS: 9014-01-1
* DTXSID: DTXSID6052790
* EC: 3.4.21.62
* ECHA: 100.029.762
* MeSH: D020860
* MeSH: D08.811.277.656.300.760.787.805
* NIOSH: 0572
* UNII: 0ZP13EBC5Y
* UniProt: P00782

 |