Perbedaan utama antara aspartyl cysteine dan protease serin adalah kelompok fungsionalnya yang bertindak sebagai residu katalitik. Gugus fungsional yang bertindak sebagai residu katalitik dari aspartil protease adalah gugus asam karboksilat, sedangkan pada sistein protease, gugus tiol atau sulfhidril bertindak sebagai gugus fungsional pada residu katalitik, dan pada protease serin, gugus hidroksil atau alkohol bertindak sebagai gugus fungsi pada residu katalitik.
Protease adalah enzim yang mengkatalisis proteolisis, yaitu pemecahan protein menjadi polipeptida atau asam amino yang lebih kecil. Proses ini terjadi dengan memutus ikatan peptida dalam protein dengan proses hidrolisis. Protease terlibat dalam banyak fungsi biologis, seperti pencernaan protein yang dicerna, katabolisme protein, dan pensinyalan sel. Protease hadir dalam semua bentuk kehidupan. Aspartil, sistein, dan serin adalah tiga protease penting yang memainkan peran kunci dalam organisme hidup.
Apa itu Aspartyl Protease?
Aspartyl protease adalah sejenis enzim pemecah protein. Mereka memiliki dua aspartat yang sangat terkonservasi di situs aktif, dan mereka aktif secara optimal pada pH asam. Protease ini membelah ikatan dipeptida yang memiliki residu hidrofobik serta gugus beta-metilen. Mekanisme katalitik dari aspartyl protease adalah mekanisme asam-basa. Ini melibatkan koordinasi molekul air dengan dua residu aspartat. Satu aspartat mengaktifkan molekul air dengan mengeluarkan proton. Hal ini memungkinkan air untuk melakukan serangan nukleofilik pada karbon karbonil substrat. Akibatnya, menghasilkan intermediet oksianion tetrahedral yang distabilkan oleh ikatan hidrogen dengan residu aspartat kedua. Penataan ulang zat antara ini bertanggung jawab atas pemecahan peptida menjadi dua produk peptida.
Gambar 01: Aspartyl Protease
Ada lima superfamili protease aspartat: Klan AA yang merupakan famili, Klan AC, yang merupakan famili sinyal peptidase II, Klan AD, yang merupakan famili presenilin, Klan AE, yang merupakan famili GPR endopeptidase, dan Clan AF, yang merupakan keluarga omptin.
Apa itu Sistein Protease?
Sistein protease adalah sekelompok enzim hidrolase yang mendegradasi protein. Mereka menunjukkan mekanisme katalitik yang melibatkan nukleofilik sistein tiol dalam triad katalitik atau angka dua. Langkah awal dalam mekanisme katalitik protease sistein adalah deprotonasi. Gugus tiol menjadi terdeprotonasi di dalam sisi aktif enzim oleh asam amino yang berdekatan seperti histidin, yang memiliki rantai samping basa. Langkah selanjutnya adalah serangan nukleofilik oleh sulfur anionik sistein yang terdeprotonasi pada substrat. Di sini, fragmen substrat dilepaskan dengan amina, dan residu histidin dalam protease mengembalikan bentuk terdeprotonasinya. Ini menghasilkan pembentukan zat antara tioester dari substrat, yang menghubungkan ujung karboksi baru dengan sistein tiol. Ikatan tioester terhidrolisis untuk menghasilkan gugus asam karboksilat pada fragmen substrat yang tersisa.
Gambar 02: Sistein Protease
Protease sistein memainkan banyak peran dalam fisiologi dan perkembangan. Pada tumbuhan, mereka memainkan peran penting dalam pertumbuhan, perkembangan, akumulasi, dan mobilisasi protein penyimpanan. Pada manusia, mereka penting dalam penuaan dan apoptosis, respons imun, pemrosesan prohormon, dan remodeling matriks ekstraseluler untuk pengembangan kerucut.
Apa itu Protease Serin?
Protease serin juga merupakan kelompok enzim proteolitik yang memecah ikatan peptida dalam protein. Serin berfungsi sebagai asam amino nukleofilik pada sisi aktif enzim. Ini hadir di eukariota dan prokariota. Protease serin biasanya dibagi ke dalam kategori yang berbeda dengan struktur khas yang terdiri dari dua domain beta-barrel yang berkumpul di situs katalitik aktif dan juga berdasarkan spesifisitas substratnya. Mereka seperti tripsin, seperti kimotripsin, seperti trombin, seperti elastase, dan seperti subtilisin.
Gambar 03: Serin Protease
Protease mirip tripsin membelah ikatan peptida mengikuti asam amino bermuatan positif seperti lisin atau arginin. Mereka khusus untuk residu bermuatan negatif seperti asam aspartat atau asam glutamat. Protease mirip kimotripsin lebih hidrofobik. Spesifisitasnya terletak pada residu hidrofobik besar seperti tirosin, triptofan, dan fenilalanin. Protease mirip trombin termasuk trombin, yang merupakan plasminogen pengaktif jaringan, dan plasmin. Ini membantu dalam pembekuan darah dan pencernaan dan juga dalam patofisiologi pada gangguan neurodegeneratif. Protease mirip elastase lebih menyukai residu seperti alanin, glisin, dan valin. Protease mirip subtilisin termasuk serin dalam prokariota. Ini berbagi mekanisme katalitik yang menggunakan triad katalitik untuk membuat serin nukleofilik. Regulasi aktivitas protease serin membutuhkan aktivasi protease awal dan sekresi inhibitor.
Apa Persamaan Antara Aspartyl Cysteine dan Serine Protease?
- Aspartyl, sistein, dan protease serin mengkatalisis pemecahan protein dengan pemutusan ikatan peptida.
- Mekanismenya serupa di mana residu situs aktif menyerang ikatan peptida yang menyebabkannya putus.
- Semua mengandung nukleofil.
- Mereka semua adalah protein.
Apa Perbedaan Antara Aspartyl Cysteine dan Serine Protease?
Perbedaan utama antara aspartil sistein dan protease serin bergantung pada gugus fungsinya, yang bertindak sebagai residu katalitik. Pada protease aspartil, gugus asam karboksilat bertindak sebagai gugus fungsional, sedangkan pada protease sistein, gugus tiol atau sulfhidril bertindak sebagai gugus fungsional, dan pada protease serin, gugus hidroksil atau alkohol bertindak sebagai gugus fungsional.
Protease aspartyl memiliki situs aktif aspartat, sedangkan protease sistein memiliki situs aktif sistein. Residu situs aktif protease serin adalah gugus hidroksil. Jadi, ini juga perbedaan lain antara aspartyl cysteine dan protease serin. Tidak seperti protease serin dan sistein, protease aspartil tidak membentuk zat antara kovalen selama proses pembelahan. Oleh karena itu, proteolisis terjadi dalam satu langkah untuk protease aspartil.
Infografik di bawah ini menyajikan perbedaan antara protease aspartil sistein dan serin dalam bentuk tabel untuk perbandingan berdampingan.
Ringkasan – Aspartyl Cysteine vs Serine Protease
Protease adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan protein menjadi polipeptida atau asam amino yang lebih kecil. Perbedaan utama antara aspartyl cysteine dan protease serin adalah kelompok fungsional yang bertindak sebagai residu katalitiknya. Gugus asam karboksilat bertindak sebagai gugus fungsi dalam protease aspartil, sedangkan gugus tiol atau sulfhidril bertindak sebagai gugus fungsional dalam protease sistein. Gugus hidroksil atau alkohol bertindak sebagai gugus fungsi dalam protease serin.
