胰蛋白酶与胰凝乳蛋白酶的特异性：环运动控制的动态关联作为决定因素

胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶都是丝氨酸蛋白酶，具有高度的序列与结构相似性，但底物特异性不同。先前实验已证明结合口袋外的两个环在控制这两种酶特异性中的关键作用。为理解远距离环如此控制特异性的机制，我们使用高斯网络模型研究胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的动态特性及两个环的作用。引入一种聚类方法分析残基的相关运动。我们发现胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶在两个环区域具有 distinct 的动态特征，这些特征又与结合口袋内某些残基的运动高度相关。有趣的是，将胰蛋白酶的这两个环替换为胰凝乳蛋白酶的环，会使胰蛋白酶的运动方式变为类胰凝乳蛋白酶，而同样的实验替换被证明是使胰蛋白酶具有胰凝乳蛋白酶的酶特异性和活性所必需的。这些结果表明，两个环与底物结合位点的协同运动有助于胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性及底物特异性。