Una caratteristica comune di tutte le proteasi della serina è
Attivazione autocatalitica del precursore dello zimogeno
Stretto legame dell'inibitore della tripsina pancreatica
Scissione delle proteine ​​sul sito carbossilico dei residui di serina
Presenza della triade catalitica Ser-His-Asp nel sito attivo
Il principale attore nel meccanismo catalitico delle serina proteasi è la triade catalitica. La triade si trova nel sito attivo dell'enzima, dove avviene la catalisi, ed è conservata in tutte le superfamiglie di enzimi serina proteasi. Questi tre amminoacidi chiave svolgono ciascuno un ruolo essenziale nella capacità di scissione delle proteasi. Mentre i membri aminoacidici della triade si trovano distanti tra loro nella sequenza della proteina, a causa del ripiegamento, nel cuore dell'enzima saranno molto vicini tra loro. La particolare geometria dei membri della triade è altamente caratteristica della loro funzione specifica: è stato dimostrato che la posizione di soli quattro punti della triade caratterizza la funzione dell'enzima contenente. Ogni amminoacido della triade svolge un compito specifico in questo processo: la serina ha un gruppo -OH che è in grado di agire come nucleofilo, attaccando il carbonio carbonilico del legame peptidico scissile del substrato. Una coppia di elettroni sull'azoto istidinico ha la capacità di accettare l'idrogeno dal gruppo serina -OH, coordinando così l'attacco del legame peptidico. Il gruppo carbossilico dell'acido aspaico a sua volta si lega all'istidina, rendendo l'atomo di azoto sopra menzionato molto più elettronegativo. L'intera reazione può essere riassunta come segue: il substrato polipeptidico si lega alla superficie dell'enzima serina proteasi in modo tale che il legame scissile sia inserito nel sito attivo dell'enzima, con il carbonio carbonilico di questo legame posizionato vicino alla serina nucleofila. La serina -OH attacca il carbonio carbonilico e l'azoto dell'istidina accetta l'idrogeno dall'-OH della e una coppia di elettroni dal doppio legame dell'ossigeno carbonilico si sposta all'ossigeno. Di conseguenza, viene generato un intermedio tetraedrico. Il legame che unisce l'azoto e il carbonio nel legame peptidico è ora rotto. Gli elettroni covalenti che creano questo legame si muovono per attaccare l'idrogeno dell'istidina, interrompendo la connessione. Gli elettroni che in precedenza si erano spostati dal doppio legame carbonilico dell'ossigeno tornano indietro dall'ossigeno negativo per ricreare il legame, generando un intermedio acile-enzimatico. Ora, l'acqua entra nella reazione. L'acqua sostituisce l'N-terminale del peptide scisso e attacca il carbonio carbonilico. Ancora una volta, gli elettroni del doppio legame si spostano verso l'ossigeno rendendolo negativo, poiché si forma il legame tra l'ossigeno dell'acqua e il carbonio. Questo è coordinato dall'azoto dell'istidina, che accetta un protone dall'acqua. Nel complesso, questo genera un altro intermedio tetraedrico. In una reazione finale, il legame formato nella prima fase tra la serina e il carbonio carbonilico si sposta per attaccare l'idrogeno appena acquisito dall'istidina. Il carbonio carbonilico, ora carente di elettroni, riforma il doppio legame con l'ossigeno. Di conseguenza, il C-terminale del peptide viene ora espulso.
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