Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Координированный контроль процесса активации достигается тем, что длн всех нагтреатических профермеггтов — трипсиногена, химотрипсиног сна, проэластазы и прокарбоксипепз идазы — имеетсл один общий активатор — трипсии. Откуда же берется достаточно большое количество трипсина, необходимое для активации этих проферментов'! Дело в том, что клетки, выстилающие двенадцатиперстную кишку, сскретируют фермент энтеропептидазу', которая по мере поступления трипсицогепа н двенадцатиперстную кишку г парализует в нем пептидную связь лизин -изолейцин.
Образующееся при этом небольшое количество зрипсина активирует трипсиногсн и другие проферменты. Таким образом, образовииие трипсина под действием эитеропептидаэы этап активании активитира: (га) — (двр),— фф~ - ие — маг— трннснноген Знтвроаннтндазн гга( — (Авр) 4 — Щ 1(в — Ча(— тннпенн 8.15. Преждевременная активация проферментов можег приводить к летальному исходу, в частности прн паикреатите Существует множество путай зашигы полжелулочцой железы от протеолитического действии синтезируемых ею ферментов.
Прежде всего все панкреатические ферменты, гидролизующие белки, синтезируются в вила неактивных проферментов. Далее, в клетках поджелудочной железы онп находятся в гранулах, окруженных белковолипидной мембраной. Еще одна мера зашиты- присутствие в секрете поджелудочной железы ингибитора (разд. 8.12), инактивирующего те небольшие количества трипсина, которые могут в ней оказаться. ' Этот фермент был открыт Н.П. Шсповальниковыы н описан им а диссергации «Физиология кишечного сока». изданной в )899 г. Впоследствии ферменту было дано название «энтерокиназа».— Прим. ред.
Место впадения протоков Схематическое изображение поджелудочной железы и ее связи с тонкой кишкой. Рпс. 8.24. 8.16. Основные зины протеолитическнх ферментов — это сериновые протеиназы н карбоксипротенназы До сих пор мы рассматривали два класса протеолитических ферментов, а именно 165 8.
Активациа проферментов Полжелулочная железа секретирует также липазы. Одна иэ них, а именно фосфолипаза А, синтезируется в виде профосфолипазы А,, которая затем активируется трипсином. Другие ферменгы„расщспляющие жиры, проявляют активность в присутствии солей желчных кислот. поступающих в двенадца'типерстную кишку из псчсни. Действие этих стсроилов состоит в том, что они солюбилизируют липцды.
гем самым делая их досгупными для ферментативного расщепления липазами. Желчь синтезируется в печени, накапливается в желчном пузыре и из нег о выделяется в лвеналцатиперстную кишку, где вместе с панкреагическими липазами учасгнуег в расщеплении жиров. Существуег гяжслое, иногда со смертельнылг исходом, заболевание — острый панкреапиоп.
Болезнь эта характсризуется ггремсдсврсменггой активацией протеолитичегких и .итолтоических дгер ггеггтов подлселудочнойлселезы, При паикреатите эти ферментыы проявляют активность, еще находясь в самой поджелудочной железе. В результате происходит разрушение ткани железы и стенок пронизывагоших сс сосулов. Причиной острого панкреатита может быть травма аципарной ткани. Структура кислой протеиназы из плесени зтЬ(хорик. Показаны сз-углеродные атомы. Активный центр расположен между двумя долями молекулы во впадине, где размещаются 8 аминокислотных остатков субстрата. Пенсии имеет очень сходную структуру. [ВОЬгагпашап Е., Туева ВюсЬеш. Бс!., 3, 2 (!978).3 Рис.
8.25. Часть 1 166 Конформации и динамика т)инксодержищне нрптеиназы (на примере карбоксипептидазы А — см, разд, 7.8) и сериновые нротеиназы. Широко распространена также группа тиоловых нротеиназ. Так, в папаине, получаемом из папайи, в активном центре имеется цистеин, роль которого аналогична роли серина-(95 в химотрипсине. Катализ папаином протекает через образование тиоэфира в качестве промежуточного соединения; в катализе участвует расположенная вблизи боковая цепь гистидина.
Другая большая группа протеолитических ферментов включает карбоксинротеиназы, или, как их еше называют, кислые нротеиназы, поскольку болыцинсгво из них активно только в кислой среде. Наиболее известный представитель этой группы †пенсии, главный протеолнтический фермент желудочного сока. Пепснн мол, массой 34,6 кДа образуется из пепсиногена (профермента) путем отшепления Х-концевого пептида, состоящего из 44 аминокислотных остатков. Эта активация либо происходит спонтанно (при рН 2 и ниже), либо катачнзируется пепсином. В итоге пепсиноген, секретированный в полость желудка, превращается в пепсин в течение нескольких секунд.
В активном центре пепсина содержатся два остатка аспартата. Для проявления ферментативной активности один остаток аспартата должен находиться в ионизированной, другой-в неионизированной форме; это определяет оптимум рН для пепсина — между 2 и 3. Сходные по структуре и ферментативным свойствам карбоксипротеиназы были выделены из лизосом, осуществляющих внутрнклеточное расщепление (разд.
20,8), а также из различных плесневых грибов (рис. 8.25). Все карбоксипептндазы ингибируются ненстатином (аналогом гексапептидного переходного промежуточного соединения), добавленным в очень низких концентрациях (порядка !О 'о М). Пусковой механизм: повремйенне ткани к Вмемммй нехаммзм ОйзЗмй вмхаммзм Пусковой маханнзм контакт с аномвкьноа поверхностью Вмутремммй мехавмзм Фмйрммовмй стусток Рис.
8.26. В образование сгустка фибрина вовлекается взаимодействие трех путей превращений. 8.17. Свертывание крови как каскад реакций активации ирефермеитов Активация белка-предшественника путем разрыва пептидной связи — это один из основных способов регуляции, свойственный различным биологическим системам. Сейчас мы рассмотрим роль активации проферментов при образовании кровяного сгустка, представляющем собой один из трех механизмов гемостаза.
Два других способа регуляции — это быстрое сужение поврежденного сосуда и агрегацня тромбоцитов на его стенке для защиты поврежденной поверхности сосула. Образование кровяного сгустка происхолит в результате цепи последовательных превращений, осуществляемых при участии 4БО А более чем 10 различных белков. Поразительная особенность этого процесса состоит в том, что он включает в себя серию иктов иктиваиии прафермеитав. В этом каскаде ферментативных реакций активированная форма одного фактора свертывания крови катализирует активацию следующего. В силу каталитической природы процесса факторы, действующие на начальных этапах пуги, требуются в очень малых количествах. Их эффект усиливается многократно благодаря большому числу последующих этапов, что обеспечивает в итоге быструю ответную реакцию на травму.
Схематическое изображение молекулы фибриногена по данным электронной микроскопии. Электронная микрофотография молифицированного фибриногена. обладающего упорялоченной структурой. Длина повторяющегося отрезка по оси волокна равна 225 А, как и в фибрине, (Печатается с любезного разрешения д-ра С. Со)э ел.) 8. Активация проферментов 167 8.18. Образование кровяного сгустка требуе~ взаимодействия двух типов ферментативиых преврашенин В 1863 г.
Джозеф Листер (У. (.Ыег) обнаружил, что в иссеченной яремной вене быка кровь остается жидкой, тогда как в стеклянной посуде она немедленно свертывается. Соприкосновение с неприродной поверхностью приводило к высвобождению компонентов, исходно присугсгвовав1пих в крови. Соответственно этот механизм (путь) свертывания крови был назван внутренним. Однако и вещества, в обычных условиях не присутствующие в крови, также могут вызвать свертывание. Так, при лобавлении к плазме экстрактов многих тканей, в особенности мозга, происходит быстрое формирование кровяного сгустка.
Этот механизм (путь) свертывания называется внвигиим. При свертывании крови внеп|ний и внутренний механизмы (пути) действуют взаимосвязанно (рис. 8.2б). Для нормального свертывания крови необхолимы оба механизма, о чем свидетельствуют различные нарушения способности к сверэ ыванию крови, связанные с недостаточностью какого- либо из белков, участвующих лишь в одном из механизмов. Внешний и внутренний механизмы различаготся только на начальных этапах, а затем они объединяются в общий путь, приводящий к образованию фибриновога сгустка.
8.19. Фнбриноген превращается в фнбриновый сгусток под действием тромбнна Наиболес изученный этап процесса свертывания — это превращение фибриногена в фи- остатков от каждой из двух ащепей и В-пептид из 20 остатков от каждой из двух ()-цепей. Эти А- и В-пептцды называют фибринопептидами. Молекула фибриногена, лишенная фибринопептцдов, представляет собой мономер фибрина.
Его субъединичная структура — (а, (3, 7),; он содержит около 97~,' аминокислотных остатков фибриногена. Рис. 8.29. Электронная микрофотография фибрина. Длина периода структуры по оси волокна составляет 230 А, т.е. половину длины молекулы фибриногена.
(Печатается с любезного разрешения д-ра Н. 8)ау1ег.) брин под действием протеолитического фермента — тромбина. Фибриноген отличается от рассмотренных ранее белков (например от лизоцима и химотрипсина) значительно большей массой и удлиненностью формы. По данным электронной микроскопии, фибриноген имеет вид трех узелков, соединенных двумя тяжами (рис. 8,27).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
