Trypsine is een serineprotease-enzym dat specifiek peptidebindingen aan de carboxylzijde van lysine- of arginineresiduen splitst, behalve wanneer een van beide residu wordt gevolgd door proline. Deze specifieke splitsingseigenschap van trypsine maakt het tot een waardevol hulpmiddel in de eiwitchemie, vooral bij eiwitsequencing en proteomics. Hier is een stapsgewijze uitleg van hoe trypsine eiwitten verteert:

Binding:Trypsine bindt aan het oppervlak van het eiwitsubstraat via specifieke interacties tussen de actieve plaats en de aminozuurresiduen die de splitsingsplaats omringen. Deze binding induceert conformationele veranderingen die de katalytische reactie vergemakkelijken.

Katalyse:De actieve plaats van trypsine bevat een katalytische triade bestaande uit drie aminozuurresiduen:histidine, asparaginezuur en serine. Deze residuen werken samen om de hydrolyse (splitsing) van de peptidebinding te vergemakkelijken.

Histidine:Histidine werkt als een protondonor en brengt een waterstofion (H+) over naar de carbonylzuurstof van de splijtbare peptidebinding. Deze protonering verzwakt de binding, waardoor deze gevoeliger wordt voor nucleofiele aanvallen.

Asparaginezuur:Asparaginezuur functioneert als een algemene base en onttrekt een proton aan de hydroxylgroep van het serineresidu. Deze deprotonering genereert een zeer reactieve serinehydroxylgroep, die als nucleofiel in de reactie fungeert.

Serine:De geactiveerde serinehydroxylgroep valt de carbonylkoolstof van de splijtbare peptidebinding aan en vormt een tetraëdrische tussenproduct. Dit tussenproduct stort vervolgens in, wat resulteert in de splitsing van de peptidebinding en het vrijkomen van twee peptidefragmenten.

Specificiteit:Trypsine vertoont specificiteit in zijn splitsingspatroon vanwege de aanwezigheid van een omvangrijke zijketen op zijn substraatbindende pocket. Deze omvangrijke zijketen voorkomt de binding van aminozuren met grote zijketens (zoals proline) naast de splitsingsplaats. Als gevolg hiervan splitst trypsine bij voorkeur peptidebindingen gevolgd door lysine- of arginineresiduen, behalve wanneer deze worden gevolgd door proline.

Door selectief specifieke peptidebindingen te splitsen, genereert trypsine een reeks kleinere peptidefragmenten die verder kunnen worden geanalyseerd of gescheiden voor verschillende doeleinden, zoals eiwitidentificatie, sequencing en karakterisering.