Aprotinine

CAS No:	9087-70-1
EINECS No:	232-994-9
Synonymes:	Inhibiteur de base de la trypsine, inhibiteur de la trypsine pancréatique bovine (BPTI), inactivateur de la kallikréine, inhibiteur de la trypsine de type kunitz, MGC148815, inhibiteur de la trypsine pancréatique, inhibiteur de la protéase du poumon bovin, PTI, inhibiteur de la protéase à sérine aprotinine, TKI, Trasylol® (nom de marque), inhibiteur de la trypsine-kallikréine

Résumé du produit

L'aprotinine est un puissant inhibiteur de sérine-protéase bien caractérisé, dérivé du poumon de bovin. Grâce à sa petite taille, à sa structure étroite et à sa grande stabilité, elle inhibe efficacement plusieurs protéases clés impliquées dans la protéolyse, la coagulation et l'inflammation. Il est largement utilisé en biochimie et en recherche biomédicale pour protéger les protéines de la dégradation et pour étudier la fonction et la régulation des protéases.

Formule : C₂₈₄H₄₃₂N₈₄O₇₉S₇

Poids moléculaire : ~6512 Da

Fonction

L'aprotinine est un inhibiteur de sérine protéase à large spectre qui inhibe des enzymes telles que :

Trypsine
la chymotrypsine
la plasmine
la kallikréine
Elastase (faiblement)

Mécanisme d'action

Liaison réversible aux sites actifs
L'activité inhibitrice de l'aprotinine est largement due à sa capacité à imiter le substrat naturel de l'enzyme : l'aprotinine présente une boucle peptidique spécifique (autour de sa séquence Lys15-Ala16) qui imite le substrat de l'enzyme. Cette boucle s'insère précisément dans la poche de spécificité S1 des protéases à sérine, qui est généralement le principal site de liaison pour le résidu chargé positivement (par exemple, la lysine ou l'arginine) du substrat. Cette conformation semblable à celle d'un substrat permet à l'aprotinine d'être reconnue et liée par l'enzyme comme s'il s'agissait d'un véritable substrat. L'aprotinine se lie au site actif de la sérine protéase cible de manière réversible, ce qui signifie que l'interaction est non covalente et peut être dissociée dans des conditions appropriées (par exemple, dilution, changement de pH ou de force ionique).
Formation d'un complexe enzyme-inhibiteur étroit et non covalent
Une fois arrimée au site actif, l'aprotinine forme un complexe non covalent à haute affinité avec l'enzyme : l'inhibiteur interagit avec la triade catalytique (généralement Ser-His-Asp) dans le site actif de la protéase. Cependant, comme l'aprotinine est structurellement stabilisée par trois ponts disulfures internes, elle résiste au clivage protéolytique, "gelant" effectivement l'enzyme dans un complexe inactif. Le complexe résultant est exceptionnellement stable (avec des constantes de dissociation de l'ordre du sub-nanomolaire), bloquant ainsi efficacement l'activité de l'enzyme, même à de faibles concentrations.
Inhibition de l'activité protéolytique
En occupant le site actif, l'aprotinine empêche l'accès des substrats naturels à la triade catalytique. Elle arrête l'hydrolyse des liaisons peptidiques par l'enzyme. Supprime les cascades protéolytiques en aval, telles que la fibrinolyse ou les réponses inflammatoires médiées par la kallikréine.

Applications

Recherche biochimique et moléculaire
L'aprotinine est largement utilisée dans les laboratoires de biochimie pour sa capacité à inhiber la protéolyse indésirable au cours des procédures expérimentales. Dans de nombreux protocoles de préparation d'échantillons, des protéases endogènes peuvent être libérées et activées, entraînant la dégradation des protéines cibles. L'aprotinine aide à préserver l'intégrité des protéines dans les contextes suivants :
- Lyse cellulaire : Lorsque les cellules sont perturbées (mécaniquement ou chimiquement), des protéases intracellulaires sont libérées. L'aprotinine empêche ces enzymes de dégrader les protéines cytosoliques ou membranaires.
- Purification des protéines : Au cours de la chromatographie d'affinité ou d'autres étapes de purification, les protéines sont exposées à des environnements où les protéases peuvent être actives. L'aprotinine maintient la stabilité et la bioactivité de la protéine cible.
- Homogénéisation des tissus : L'homogénéisation des tissus (par exemple, cerveau, foie, muscle) peut entraîner la libération d'enzymes protéolytiques. L'ajout d'aprotinine garantit l'intégrité des protéines de signalisation délicates, des enzymes ou des récepteurs.
- Cocktails d'inhibition de la protéase : L'aprotinine est un composant clé des cocktails commerciaux et personnalisés d'inhibiteurs de protéases utilisés dans les tampons d'extraction de protéines, souvent en combinaison avec la leupeptine, la pepstatine A et l'EDTA, pour fournir une protection à large spectre contre la sérine et d'autres classes de protéases.
Biologie cellulaire
L'aprotinine est utilisée dans les expériences de culture cellulaire et d'ingénierie tissulaire où la régulation protéolytique de l'environnement extracellulaire est critique :
- Remodelage de la matrice extracellulaire (MEC) : L'aprotinine est utilisée pour moduler l'activité protéolytique dans les études impliquant le collagène, la fibronectine ou l'activité de la métalloprotéinase matricielle (MMP).
- Études sur l'inflammation : En inhibant la kallikréine, l'aprotinine permet d'étudier la régulation des médiateurs inflammatoires tels que la bradykinine et les prostaglandines.
- Recherche sur l'angiogenèse : L'aprotinine module les processus induits par les protéases qui influencent la migration des cellules endothéliales et la néovascularisation, ce qui la rend utile dans les essais d'angiogenèse et les études sur les métastases cancéreuses.
Recherche en hématologie et en thrombose
L'aprotinine joue un rôle important dans la recherche sur la coagulation et la fibrinolyse en raison de sa capacité à bloquer les sérines protéases impliquées dans la coagulation sanguine :
- Inhibition de la fibrinolyse : L'aprotinine inhibe la plasmine, la principale enzyme responsable de la décomposition des caillots de fibrine, et est utilisée pour étudier la régulation de la stabilité et de la décomposition des caillots.
- Études de la cascade de la coagulation : En inhibant la kallikréine, l'aprotinine affecte indirectement la voie de coagulation intrinsèque et le système de contact, ce qui aide les chercheurs à disséquer les rôles des protéases individuelles.
- Recherche sur le système kallikréine-kinine : L'aprotinine permet d'étudier la production de bradykinine, un puissant vasodilatateur, en bloquant le clivage du kininogène par la kallikréine.
Cinétique enzymatique et études mécanistiques
- L'aprotinine est un modèle d'inhibiteur de protéase de type Kunitz, souvent utilisé dans les essais cinétiques pour déterminer les constantes d'inhibition (Ki) des protéases à sérine.
- Elle aide à établir la spécificité de l'enzyme, les taux catalytiques et les modes de liaison de l'inhibiteur en servant d'inhibiteur compétitif bien caractérisé.
- Les études de cristallographie et de RMN portant sur les complexes aprotinine-enzyme sont fondamentales pour comprendre les interactions enzyme-inhibiteur et sont citées dans de nombreuses publications de biologie structurale.
Préservation des tissus et des organes
- L'aprotinine a été étudiée pour son rôle dans la transplantation d'organes, en particulier dans la préservation des reins, du foie et du pancréas.
- Lors d'une ischémie froide, les protéases libérées par les cellules endommagées peuvent dégrader les protéines structurelles et fonctionnelles. L'inclusion d'aprotinine dans les solutions de conservation permet de réduire la dégradation enzymatique et d'améliorer les résultats post-transplantation.

Conditionnement et stockage

Sources : purifiée à partir de poumons de bovins
Disponible sous forme de poudre hygroscopique blanche à blanc cassé
Stocker dans un récipient hermétique et inviolable, à l'abri de la lumière, à une température comprise entre 2°C et 8°C.

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