**Prolylizomeráza** (takisto **peptidylprolylizomeráza** alebo **peptidyl-prolyl-*cis*-*trans*-izomeráza**) je enzým (EC 5.2.1.8) prítomný v prokaryotoch i eukaryotoch, ktorý katalyzuje premenu peptidovej väzby aminokyseliny prolínu z *cis* na *trans* alebo obrátene. Prolín má nezvyčajne obmedzenú peptidovú väzbu kvôli svojmu bočnému reťazcu, ktorý obsahuje cyklickú štruktúru viazanú na sekundárny amín. U väčšiny aminokyselín má peptidová väzba silnú preferenciu *trans* usporiadania kvôli stérickej zábrane, ale nezvyčajná štruktúra prolínu stabilizuje *cis* formu, takže pri biologicky významných podmienkach sú zastúpené oba izoméry (*cis* i *trans*). Medzi bielkoviny s prolylizomerázovou aktivitou patrí cyklofilín, FKBP a parvulín, ale i väčšie proteíny môžu mať domény s prolylizomerázovou aktivitou.

Izomerizácia *trans*-prolínu na *cis*-prolín. Prolylizomerázy katalyzujú premenu medzi týmito dvoma konfiguráciami v oboch smeroch

Skladanie bielkovín
-------------------

Prolín je unikátna prírodná aminokyselina, ktorá má relatívne malý energetický rozdiel medzi *cis* konfiguráciou peptidovej väzby a častejšie sa vyskytujúcou *trans* konfiguráciou. Aktivačná energia potrebná na katalýzu tejto izomerizácie je relatívne vysoká, asi ~ 20 kcal/mol (*cf.* ~ 0 kcal/mol pre bežné peptidové väzby). Na rozdiel od ostatných peptidových väzieb však X-prolyl peptidová väzba (teda peptidová väzba pred prolínom) nenadobúda vhodnú konformáciu spontánne, takže tento proces *cis*-*trans* izomerizácie môže byť rýchlosť určujúcim krokok pri skladaní bielkovín. Prolylizomerázy teda fungujú ako šaperóny pri skladaní bielkovín (napomáhajú ostatným bielkovinám s ich správnym skladaním). *Cis-*peptidová väzba na N-konci prolínu sa často nachádza v prvej aminokyseline niektorých tesných ohybov v kostre bielkoviny. Medzi proteíny, ktoré majú *cis*-prolín v natívnom stave, patrí ribonukleáza A, ribonukleáza T1, beta laktamáza, cyklofilín a niektoré interleukíny.

Prolylizomerázy sa môžu skladať autokatalyticky, takže rýchlosť skladania záleží na koncentrácii reaktantu. Predpokladá sa, že parvulín a ľudský cytozolový FKBP autokatalyzujú svoje skladanie.

Evidencia izomerizácie prolínu
------------------------------

Existuje niekoľko metód identifikácie prítomnosti izomerizácie prolínu ako rýchlosť určujúceho kroku v skladaní bielkovín, medzi ktoré patria:

1. Aktivačná energia konzistentná s izomerizáciou prolínu, ktorá je zvyčajne okolo 20 kcal/mol
2. Kinetika skladania, ktorá naznačuje populácie, ktoré sa skladajú rýchlo a ktoré sa skladajú pomaly, v nezloženom alebo denaturovanom stave
3. Štúdie, pri ktorých sa bielkoviny obsahujúce prolín rozložia a zase naspäť zložia, pričom sa študuje populácia prolínových konformácií v nenatívnom stave ako závislosť rozsahu skladanie bielkoviny
4. Zvýšenie rýchlosti skladania *in vitro* po pridaní prolylizomerázy
5. Zvýšenie rýchlosti skladania *in vitro* u mutantných bielkovín, kde je jeden alebo viac prolínov nahradených za inú aminokyselinu

Je však nutné poznamenať, že nie každá prolínová peptidová väzba je kritická pre štruktúru či funkciu bielkoviny a nie každá taká väzba výrazne ovplyvňuje kinetiku skladania bielkoviny, hlavne u *trans* väzieb. Okrem toho majú niektoré prolylizomerázy istý stupeň sekvenčnej špecificity a teda nemusia katalyzovať izomerizáciu prolínu v niektorých sekvenciách.

Meranie prolylizomerázovej aktivity
-----------------------------------

Prolylizomerázová aktivita bola prvýkrát objavená pomocou merania s chymotrypsínom. Proteolytický enzým chymotrypsín má veľkú substrátovú špecificitu na štvorreziduový peptid Ala-Ala-Pro-Phe (AAPF) len keď prolínová peptidová väzba je v *trans* konfigurácii. Prídavok chymotrypsínu k roztoku peptidu s touto sekvenciou vedie k rýchlemu štiepeniu asi 90 % peptidov, ale u peptidov s *cis* konfiguráciou - ktorých je asi 10 % vo vodnom roztoku - sú štiepené rýchlosťou odpovedajúcou nekatalyovanej izomerizácie prolínovej peptidovej väzby. Prídavok potenciálnej prolylizomerázy zrýchli tento druhý proces len ak skutočne vykazuje prolylizomerázovú aktivitu.

Referencie
----------

1. ↑  ŠKÁRKA, Bohumil; FERENČÍK, Miroslav. *Biochémia*. 3. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1992. ISBN 80-05-01076-1. S. 331.
2. ↑   The mechanism of protein folding. Implications of in vitro refolding models for de novo protein folding and translocation in the cell. *Biochemistry*, 1990, s. 2205–2212. DOI: 10.1021/bi00461a001. PMID 2186809.

Literatúra
----------

* *Mechanisms of protein folding*. Ed. Pain RH. 2nd. vyd. Oxford [Oxfordshire] : Oxford University Press, 2000. ISBN 0-19-963788-1. Proline isomerizarion and its catalysis in protein folding.
* [Determination of enzymatic catalysis for the cis-trans-isomerization of peptide binding in proline-containing peptides]. *Biomed. Biochim. Acta*, 1984, s. 1101–11. PMID 6395866. (po nemecky)

Zdroj
-----

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Prolyl isomerase na anglickej Wikipédii.*