Биохимия 1 (1984) (1128709), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Активация проферментов Травма Фек Р ияееекнык Х вЂ” -+ фекгас х Рис. 8З8. Внешний механизм свертыва- ния крови. ное действие антитромбина 1Н усиливается в присутствии гепарипа-отрицательно заряженного полисахарида (разд. 9.16), синтезируемого тучными клетками, расположенными вблизи стенок кровеносных сосудов. Гепарин действует как апгпикоагуияпв, увеличивая скорость необратимого комплексообразования между тромбином и ангитромбииом 111. Заключение Активация белков в результате протеолитического расщепления одной или нескольких пептцдных связей — широко распространенный механизм регуляции в биологических системах. Если белок в активированной форме является ферментом, то его неактивный предшественник называется проферментом (или зимогеном).
Наиболее изученный процесс активации профермента - это превращение химотрипсиногена в химотрипсин, происходящее следующим путем. Под действием трипсина пептидиая связь между остатками 15 и 16 в молекуле химотрипсиногеиа разрывается и в результате образуется химотрипсин. Возникшая при этом новая концевая аминогруппа изолейцина-16 загибается внутрь молекулы белка, где электростатически связывается с аспартатом-194. Это взаимодействие служит пусковым механизмом для ряда локальных изменений конформации, конечный результат которых — формирование кармана для связывания ароматических (либо больших неполярных) боковых цепей субстрата.
Кроме того, формируется полость оксианиона, стабилизируюгцая переходное состояние. Критическая роль в механизме каталитического действия химотрипсина принадлежит остатку серина (серии-195) с высокой реакционной способностью. На первом эта- Часть 1 176 Конформации н динамика пе пшролиза пептидного субстрата происходит этерификация карбоксильного компонента субстрата с гидроксильной группой серина-!95, приводящая к образованию ковалентно связанного промежуепачпога продукгпа ицил- -фермеппь Этот промежуточный продукт гидролизуегся на втором этапе катализа.
Ключевую роль как в ацилировании, так и в деацилировании фермента играет также г истидин-57. На деле серии-195 становится сильным нуклеофильным агентом в результате формирования ряда водородных связей: он соединяется волородной связью с гистидином-57, который в свою очередь соединяется водородной связью с аспартатом-102, расположенным в глубине молекулы. В итоге зти три остатка составляют гмгтпему перепаса заряда, ускоряющую катализ примерно в 10' раз.
Такая же система переноса заряда имеется в трипсине, зластазе и тромбине. Все зти ферменты подобны хямотрипсину по аминокислотиой последовательности, конформации и механизму каталитического действия, но отличаются от него по специфичности. Такие вариации на одну тему, видимо, результат происхождения от общего предшественника и последуюецей дивергентной эволюции. Три других основных типа протеолитических ферментов — это цинксодержащие, т.иоловые и карбоксипротеиназьь Активация проферментов играет также ведущую роль в регуляции свергывания крови.
Поразительная особенность процесса свертывания состоит в том, что он организован как каскад превращений проферментов, в котором активированиая форма одного фактора свертывания катализирует активацию следующего. Свертывание крови происходит в результате взаимодействия двух последовательностей реакций, подучивших название внешнего и внутреннего механизмов, Оба механизма необходимы для нормального свертывания крови. Они сливаются в общий механизм, приводящий к формированию фибринового сгустка.
Фибрин образуется из фибриногена, высокорастворимого белка плазмы, путем гидролиза четырех пептидных связей между остатками аргинина и глицина. Катализирует эту реакцию тромбин — фермент, сходный с трипсином. В результате гидролиза от фибриногена отщепляются два А-пептида и два В-пептида, на долю которых приходится около 3;,; молекулы фибриногена. Образующийся в результате мономер фибрина спонтанно полимеризуется в длинные в протромбине и некоторых других факторах свертывания необходим витамин К. Связывание ионов Саз Т-карбоксиглутаматом способствует прикреплению протромбина к мембранам тромбоцитов, что ведет к ускорению активации протромбина факторами Х.
н У. нерастворимые нити фибрина. Сгусток фнбрина стабилизируется далее ковалентнымн поперечными связями, образующимися-в результате реакции трансамидирования мей(ду боковыми цепями специфических остатков глутамина и лизина. Для карбоксилирования остатков глутамата РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА апд тйегг зутойепз, Тгепгь ВгосЬепг бс!., 1, 205-208. ИнгнГнзторы тринснна Есзьоизн М. Уг, Кяо Г., 1980. Рготяп гпЫЬцогв оГ рготе!пазы, Апп. Кеч. Вюсйет., 49, 593 — 626 Яиытилл А., Кима О., бсЬыадег Р., ВаггеЬ К..
Набег я., 1973. 5гтис!иге о1 гйе сагир(ех Гаппед Ьу Ьонпе !туги!п апд Ьояпе рапсгеабс ыурнп гпЫЬг!ог, ! Мо1. Вю!., 89, 73-101. 5иеег я.м., идгдьг н.х. Тал!л х, Сьойга С' и.. В!он О.М., 1974. Стука( в!гисщге а1 !Ье сотр!ех оГ рот!по ггурмп ииЬ воуЬеап !гурин !пмь~гог (Каппа) а! 2,6-А гто)ибоп, ВюсЬепиз!гу, 13, 4212 4228. Протенназы в биологических ирапессах Ягкй Е., ЯПЫн О.
В. 5ьаи Е. (сдв.), 1975. Ргогеавы апд В!о!орса! Соп!го(. Соы 5рппй НагЬог ЕаЬагагагу. (Великолепный сборник огагей, посвященный роли протсиназ и разнообразных биологических процессах, в частности в пплолотяорснни, миграции клеток, распространении опухолей морфагенезе и метаморфозе.) Раня О.. Коллег Х Т., !979 Ртпгеазсв М сейи1аг ь!ппе ппэ1д дече)орпгеп! ечыепсе Гог гье!г иэчанетепг, Ргос. Ха!. Асад.
5с!.. 76, 6481-6485 Свертывание крови Вас!мии Г. М., Нетсгзагг У., В!под совки)а!гоп, Апп. ВгпсЬет., 49, 765-811. 1980. Кеч. г) Какой из этих ферментов образуется путем протеолитического расщепления определенного профермента? 2. Перенос протона от фермента на субстрат-нередко ключевой этап катализа. а) Имеет ли место этот этап при катализе 1. Сравните лизоцнм, карбоксплелтндазу А и химошрилсин.
а) Для активности какого из этих ферментов необходим ион металла? б) Какой из этих ферментов образован только одной полипептндной цепью? в) Какой из этих ферментов быстро инактивируется в присутствии дннзопропилфторфосфата? й. Активация проферментов 177 ! 2-665 С.чего начать у!говд Я. М., 1974. А Гапи1у оГ рго!егп-сипшх ргоге!пв, бс!.
Атег., 231 (1), 24- 88. (Прекрасное изложение общих представлений о структуре, катачитических свойствах и эволюции сериновья протеиназ.) МсКияс! К А., 1965. ТЬе гоуа) ЬетаРЬ!Па, бс!. Атег., 213 (2), 88 95. Серниоиые иротенваэм в нх профермегпьз В!и О. М., 1976. 5!шсзпге апд тесЬап!яп о1 сЬупюггуряп, Асс СЬтп.
Кт, 9, !45-152. Нибег К., Ваде И', ! 978, сагисгша) Ьаяз оГ ГЬе аспчадоп апд асбоп оГ !гурзш, Асс. СЬет. Кш, 11, 114-122. Кгииг у., 1977 белле рго!ешш: ягис. !ше впд тесЬапгяп оГ сага)уяя, Апп. Кеч. НюсЬет., 46, 331-358. 5яоилд Я.М., Казззахгл? А.А., Г ЬстЬег* Х Е., 1977. МссЬ впаяв о( зупэайеп аспчадоп, Апп. Кеч. ВюрЬув. В!оепй, 6, 177 — 193. Ваугг Р.О. (т(.), 1971 ТЬе Ппхупмз (Згд о)а ча!.
3, Асидепдс Ргевя (Укаэанный том швючает много прекрасных статей о протеолитических ферментах, нх прюфсрмсгпак и ингиби г орах.) Кислые нротсиввзы и их ироферменз ы Типу Х, 1976. Реряп апд реряпойеп: тодс1з Гог сагЬоху! (ас!д) рго!саьсь Вопросы и задачи Яагло)Г О. О..
1978. Негедиагу сйвоыеш оГ Ьспюяаяк. 1п: бгапЬи. гу!. В., Юупдьзгдеп 1. В апд Ргедг!сьвоп О. 5 (едз.), ТЬе МетаЬойс Вавн оГ ГпЬегйед О!зете (4Ш ед.), Рр. 1755.1791, МсОгач-НП1. Осте Е. И!, Напсйсл О. А, 1977. В!оод саайи1айоп ргагегпз. 1п Ршпат Р.%. (о!.), ТЬе Р1аяпа Ргооипз (2пд ед.), рр. 422-544, Асадешш Ргевз. Одяол О.. Веллел В.
(едз.), 1977. Настояави: Вишь сипя ту, РЬуяо1ойу, апд Ритва!ойу, Вгг!еу. 5гсяУ)а .Г.. 5ип!е У И', 19Т!. ьдгатт к-дерепдет Гогтаиоп оГ т.сагьохуй)игапнс асы, Апп. Кеч. ВюсЬет., 46, 157-172. Еглд К. Р., 1943. ТЬе аш!соади1ап! Ггопг эройед змее! с!очег Ьау, Нагчеу Пес!игев, 39, ! 62-216 (Увлекательный отчет об открытии дикумарола и его антнкоагулянтном действии.) Оаолп1е К.Р., 1973.
5!гисгигв! шресгь оГ ГЬе бЬппойеп то ПЬпп сопчегяоп, Адчап. Ргогяп СЬет., 27, 1 109. Танису Н.М., Сайгл С., 1977. Сгуяайгпс вгшт о( а пзосьйсд ПЬппойеп, 1. Мо(. Вю1., 110, 363-385. Мшяе Я К., 1967. Ьйсйо1аз апд А)ехапдга, Оей (Занимательное изложение, каоающессн «заимосвязи между гемофилией и некоторыми событиями русской истории.) химотрипсином, лизоцимом и карбоксипептидазой А? б) Если да, то определите донор водорода в каждом случае. 3, Часто бывает так, что нуклеофнльная группа фермента атакует молекулу субстрата.
Какая группа служит нуклеофильным агентом при катализе химотрипсином и карбоксипептидазой А? 4. Перечислите факторы, обусловливающие каталитическую силу ферментов. 5. ТФХК (тозил-з-фепилаланинхлорметилкетон) используется в качестве аффинной метки химотрипсина. Ои инактивирует химотригюии путем алкилирования гистндина-57. а) Предложите аффинную метку для трипсина, сходную с ТФХК.
б) Как опрелелпгь ее специфичность'? в) Какая ещс сериновая протеиназа может ннактивироваться при использовании такой аффинпои метки»рипсина? 6. С'пецифическим ю»гибитором эластазы служит альдегидное производное одного из ее субстратов: О л В-Асе»Ф — Рго — А!а — Р»о и — С вЂ” С СН, Н Этот альдегид — аналог промежуточного соединения, образующегося при катализе эластазой. а) С какил» остатком в активном центре эластазы ковалентпо свяжется этот альдегид в первую очерель? б) Какого типа ковалеитная связь сформируется при этом? 7, Борсолержащие кислоты представляют собой еще один тип аналогов перехопного состояния для ферментов, образующих в качестве промежуточных продуктов ацил-ферментные комплексы. Ацетилхолинзстераза — фермент, ги- дролизующий эфирную связь в ацетилхоли- не: О СН,— С вЂ” О СН,— СН,— Н(СН»)» + Н,О Ацвтилхолин О сн,— с о;- но сн,— сн,— Й)сн,)» + н' Ацотат Холин Апетилхолинзстераза специфически ингибируется слелующим борсодержащим аналогом ацетилхолина: ОН СН,— В -СН» — СН,— СН» — Н(сн»)» вооеояоржацнй аналог лцвтнллолнна Каким образом этот борсодсржаший аналог может присоединиться к активному центру ацетилхолинэстеразы? 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
