Spezifität ist eine Eigenschaft des Enzyms und beschreibt, wie restriktiv das Enzym bei der Wahl des Substrats ist; ein vollständig spezifisches Enzym hätte nur ein einziges Substrat.
Die Spezifität der Serinproteasen ist in der Regel nicht sehr hoch, da sie ähnliche aktive Stellen haben und durch denselben proteolytischen Mechanismus wirken.
Daher kann eine einzige Serinprotease auf verschiedene Substrate wirken, wenn auch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Wie das Substrat in das aktive Zentrum des Enzyms passt, ist von entscheidender Bedeutung für das Ergebnis der Enzym-Substrat-Reaktion. Die zu spaltende Bindung muss eine bestimmte Ausrichtung im Verhältnis zu den Aminosäureseitenketten der katalytischen Triade haben. Der wichtigste Faktor für die Eignung eines Substrats für ein Enzym ist die Aminosäuresequenz um die zu spaltende Bindung herum.
Trypsin spaltet Amide und Ester der basischen Aminosäuren Arginin und Lysin. Thrombin hat eine ähnliche Präferenz, ist aber spezifischer für Arginin als für Lysin.
Selektivität ist eine Eigenschaft des Substrats und gibt an, in welchem Maße das Substrat von verschiedenen Enzymen gebunden und gespalten wird. Das beste Maß für die Selektivität ist das Verhältnis kcat/Km. Synthetische Substrate sind wesentlich kleiner als die natürlichen Substrate und können in der Regel von mehr als einem Enzym gespalten werden, d. h. synthetische Substrate sind nicht vollständig selektiv. Die Erklärung dafür ist, dass große Substrate wie Fibrinogen nicht nur mit dem aktiven Zentrum, sondern auch mit äußeren Domänen des Enzyms wechselwirken. Solche Wechselwirkungen ermöglichen es den Substraten, zwischen verschiedenen Serinproteasen zu unterscheiden, und Fibrinogen wird dadurch hoch selektiv für Thrombin.
Selektivitätstabellen
Die Selektivitätsdaten in der Tabelle wurden zusammengestellt, damit der Forscher verstehen kann, wie ein verunreinigendes Enzym die untersuchte Enzym-Substrat-Reaktion beeinflussen würde. Man könnte auch sagen, dass die Tabelle die relativen Reaktivitäten von zwei oder mehr Enzymen auf ein bestimmtes Substrat zeigt. Die Tabelle sollte waagerecht gelesen werden. Jede Zeile stellt die Reaktivität eines Substrats dar, das für die Verwendung mit einem bestimmten Enzym bestimmt ist, das links angegeben ist, im Verhältnis zu anderen relevanten Enzymen.
Beispiel: Der Datensatz in der oberen Reihe zeigt die relative Reaktivität des Thrombinsubstrats S-2238™ mit verschiedenen Enzymen. Alle Experimente wurden mit demselben Puffer durchgeführt, d.h. demjenigen, der für die Reaktion zwischen Thrombin und dem chromogenen Substrat S-2238™ am besten geeignet ist. Außerdem war die Substratkonzentration immer die gleiche, d. h. 2 x Km für die Reaktion des chromogenen Substrats S-2238™ mit Thrombin. Die Konzentrationen der verschiedenen Enzyme sind in Tabelle 2 angegeben und beziehen sich auf die Plasmakonzentration des entsprechenden Zymogens. Die Reaktivität des chromogenen Substrats S-2238™ mit Thrombin, gemessen als zeitabhängiger Anstieg der Absorption (ΔA/min), wird mit dem Wert 100 % angegeben (der tatsächliche Wert von ΔA/min ist in Klammern angegeben). Die Reaktivitäten des chromogenen Substrats S-2238™ mit den Enzymen FXa, FXIa, APC, Plasmin, einkettiges t-PA, Plasmakallikrein und C1s wurden dann mit der Reaktivität des chromogenen Substrats S-2238™ mit Thrombin in Beziehung gesetzt und ergaben 5, 5, 40, 5, 5, 60 bzw. 2 %.