Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Длина молекулы — 460 А, масса — 340 кДа, что примерно в 1О раз больше массы химотрипсина. Фибриноген состоит из шести полипептидных цепей, которые попарно разделяются на три типа, причем первая пара обозначается Ап, вторая В~) и третья 7. Фибриноген, легко растворимый белок плазмы, в результате протеолитического действия тромбина преврщцается в нерастворимый моиомер фибрина. Тромбин расщепляет в фибриногене четыре пептидные связи между аргинином и глицином.
В результате этого расщепления высвобождаются четыре пептцда: А-пептид из 18 Часть 1 168 Конформация и динамика 8.20. Мономеры фибрииа спонтанно образуют фибриллы Растворимость мономеров фибрина значительно ниже растворимости фибриногена. Они спонтанно агрегируют, образуя фибрин, имеющий форму длинных нерастворимых нитей (фибрилл). Методами электронной микроскопии и дифракции рентгеновских лучей, направленных под малым углом, показано, что фибрин обладает периодической структурой с длиной повторяющегося участка 230 А (рис.
8.29). Поскольку длина фибриногена составляет около 460 А, т.е. вдвое больше, представляется вероятным, что мономеры фибрина при агрегапии образуют параллельные ряды, сдвинутые относительно друг драв на пол молекулы (рис. 8.30). Чем объяснить, что мономеры фибрнна способны агрегировать, а фибриноген, из которого они образуются,— нет? Окончательный ответ на этот вопрос дадут проводящиеся детальные исследования структуры молекул.
Все изученные к настоящему времени фибринопептиды всех видов позвоночных обладают большим отрицательным зарядом. В них обнаружено обилие остатков глутаминовой и аспарагииавой кислот. Кроме того, в В-фибринопептиде имеется необычное отрицательно заряженное производное тирозина, а именно аирозин-0- сульф~ии. Видимо, наличие этих, а также и других отрицательно заряженных групп вызывает отталкивание молекул фибринон~ о Ф~ н,н-с — с Сн, О 0 0=5=0 ! 0 тнреьнн Осуяьфат Мономер фибрина Рис.
8.30 О ~! ФибРии — СН вЂ” СНг — С вЂ” НН + +Н Н вЂ” СНг — СНг — СНг СНг — Фибоин г 3 Гаттамнн лизни Траисамидаза О ФибРин — СНг — СНг — С вЂ” Ы вЂ” СН ..СН . -СН вЂ” СНг — ФибРии+ НН„ Н Понаречно снитыа фибрни Рнс. 8.31. ' Перекрестные связи в фибрине образуются в результате трансамидирования. 8. Активация проферментов 169 Период = 220 Предполагаемое расположение мономеров фнбрина в фибриновом сгустке.
При такой укладке мономеров фибрнна, когда параллельные ряды оказываются сдвинутыми от.- носительно друг друга на полмолекулы, длина периода структуры составляет 230 А в соответствии с реально существующей картиной. гена друг от друга. Высвобожденные тром- бином манамеры фибрина обладают поверхностью с совершенно другими электрическими свойствами, абуславливаюьцими способность к агрегации. Вспомним, что замена всего лишь одной заряженной группы — глутамата на валин — является причиной агрегации дезоксигемоглобина при серповидно- клеточной анемии.
8.21. Сгусток фибрина стабнлизирован кова- леигнымн поперечными связями Сгусток, образующийся при спонтанной агрегацин мономеров фибрина,— еще очень слабый и рыхлый. Затем он стабилизируется я ковалентными поперечными связями между боковыми цепями отдельных молекул в фибрнновых нитях. Установлено, что в ходе реакции трансамидирования лентидные связи образуются между боковыми цепями специфических остатков глутамина и лизина (рис, 8.31).
Фермент, катализирующий эту реакцию,-трансамидаза. Поперечные связи указанного типа встречаются в белках крайне редко. Значение их видно из того, что у больных с врожденной недостаточностью трансамцдазы повышена кровоточнвость. 8.22. Тромбин гомологичея трнпсину Способность тромбина специфически расщеплять связь между остатками аргинина и глицина свидетельствует, по-видимому, о сходстве тромбина с трипсином.
И действительно, такое сходство имеется, что явствует из сопоставления последовательностей остатков аминокислот в этих белках. Тромбин имеет массу 33,7 кДа и состоит нз двух цепей. Цепь А из 49 остатков не проявляет заметной гомологии с ферментами поджелудочной железы. Цепь В, напротив, очень сходна с трипсином, химотрнпсином и эластазой по последовательности аминокисло~.
Последовательность аминокислот 1 — У -К ар рокси глутамвты локализованы в этои области Отщвплввмы» фрагмент 274 Участки, в которых происходит расщепление 323 Тромбнн 582 Структура протромбина. В результате расщепления двух пептидных связей (Агй-274— ТЬг-275 и Агй-323 — Ве-324) образуется тромбин. Красным показан отщепляемый )к(-концевой фрагмент протромбина, в котором локализованы все остатки у-карбоксиглутамата. А- и В-цепи тромбина соединены дисульфидной связью. Рис. 8.32.
Часть 1 170 Конформации и динамика вокруг серина в активном центре тромбина; О!у-Авр-Бег-О1у-О1у-рго, т.е. такая же, как и в сериновой протеиназе поджелудочной железы. Более того, в тромбине имеется и система переноса заряда. Ее трехмерная структура еше не раскрыта, но устаноалена одна важная особенность, характеризующая участок специфического связывания; в тромбине, как и в трипсине, на дне кармана, связывающего субстрат, находится остаток аспартата. Эта отрицательно заряженная группа несомненно должна электростатически связывать положительно заряжен- ную боковую цепь аргинина субстрата. Специфичность тромбина значительно выше, чем специфичность трипсина: тромбин расщепляет только опрелеленные связи аргинин-глицин, тогда как трипсин гидролизует почти любую пептидную связь, следующую за остатками аргинина или лизина.
Как и панкреатнческие сериновые протеиназы, тромбин синтезируется в виде профермента — протромбина, имеющего мол. массу 66 кДа. В результате протеолитического растцепления связи аргинин — треонин с аминоконца протромбина высвобождается фрагмент массой 32 кДа (рис. 8.32). Последующее расщепление связи аргинин — -лейцин приводит к высвобождению активного тромбина. В тромбине имеется также ионная пара, аналогичная ионной паре в химотрипсине между положительно заряженной аминогруппой нзолейцина-16 и отрицательно заряженным аслартатом-194.
Сходство последовательностей аминокислотных остатков указывает на то, что тромбин эволюционно близок к еериновым протеинаэам поджелудочной железы. Подтверждением этому служат также сходство механизмов активации сравниваемых ферментов и наличие в них системы переноса заряда. Примечательно, что протромбин синтезируется в печени, имеющей в процессе эмбриогенеза общее с поджелудочной железой происхождение. 8.23. Для синтеза протромбина необходим витамин К На протяжении многих лет было известно, что витамин К необходим для синтеза протромбина и ряда лругих факторов свертывания крови.
Однако механизм действия этого витамина удалось раскрыть совсем недавно путем исследования аномального протромбина, синтезируемого в отсутствии витамина К или же в присутствии антагониста витамина К, например дикумарола, Дикумарол содержится в гниющем доннике, и скот, получающий испорченное сено, погибает от геморрагической болезни. Производное дикумарола используется в медицине в качестве антикоагулянта для предотвращения тромбозов у больных с повышенной свертываемостью крови. Дикумарол, а также варфарин (рис. 8.33), родственный витамину К по структуре и его антагонист, нашли применение и в качестве сильного крысиного яда. Под влиянием дикумарола в крови коров появляется дефектный про- сн, < сн, Снг — СН=С вЂ” Снг в — Н ОН ОН Днкумароа 0 О О сн ! СН ) Внтамнн К С=О сн, Варфарнн тамат: СОО Н Н вЂ” С вЂ” Н з Сн ,СН ООС СОО т-Караокснгнутамаг 824. На фосфолипидиой поверхности тромбоцитов протромбин активируется фактором Х, Каскадный характер процесса свертывания крови показан на рис.
8.35. Протромбин активируется протеолитическим ферментом, называемым фактором Х„. Для удобства факторы свертывания крови обозначаются римскими цифрами. Буква ка» показывает, что фактор находится в активной форме. Итак, протромбин превращается в тромбин в результате протеолитнческого действия фактора Х„.. Это превращение (протромбин — тромбин) ускоряешься под влиянием фактора Ч. Фактор Ч.-не фермент; это как бы белок-людификатор. В результазе зависимой от витамина К реакции карбоксилирования глутамат (слабо хелирующий Саг ) превращается в 7- карбоксиглутамат, являющийся сильным хелатируюшим агентом. Связываясь с Саг', протромбин заякоривается на фосфолипидных мембранах тромбоцитов, скапливающихся в месте повреждения.
Функциональное значение присоединения протромбина к фосфолипидным поверхностям со- Рис. 8.33. Формулы витамина Кг н двух его антагонистов — дикумарола н варфарина. тромбин, который в отличие от нормального не способен связывать Саг . Довольно долго это представлялось загадкой, потому что по количеству содержащихся аминокислот и по аминокислотному составу, определенному после кислотного гидролиза, дефектный протромбин не отличался от нормального. Прн разделении нормального протромбина на фрагменты было показано, что связывание Са " происходит в г(-концевой области белка (рис. 8,34).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
