Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 91

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 91)

Поскольку расчет цистинсодержащих олигопептидов не выявил в их структурной организации особенностей, обусловленных наличием Я вЂ” 8-мостиков, то, очевидно, вытекающие из конформацнонного анализа макроциклических пептидов выводы самого общего характера могут быть распространены и на линейные пецтиды, не обладающие дисульфидными связями. Наиболее ценным из них, пожалуй, является заключение о том, что физическая структурная теория и метод конформационного анализа, на основе которых были выполнены расчеты всех цнстинсодержащих пептидов, приводят в исследовании пространственного строения последовательностей из нескольких десятков аминокислотных остатков к разумным количественным результатам.

По сравнению с конформационным анализом цистинсодержащих пептидов анализ чисто линейных последовательностей отягощен одним существенным моментом — расчет лишен здесь внутреннего контроля, Поскольку в отношении структурной организации этих соединений, как и пептидов с дисульфидными связями, прямой экспериментальный материал, как правило, отсутствует, а косвенный — далеко не всегда надежен.

то результаты расчета часто оказываются фактически вне опытной проверки. И тем не менее проведение таких расчетов необходимо для достижения главной цели — априорного расчета трехмерных структур 335 белков, где возможно прямое количественное сопоставление теоретических и экспериментальных значений двугранных углов вращения или координат атомов.

Без детального изучения конформацнонных возмож. ностей представительного набора линейных олигопептидов нельзя было считать достаточным знание средних межостаточных взаимодействий чтобы перейти к рассмотрению дальних взаимодействий, т.е. непосредственно к изучению структурной организации белков. Кроме того, изучение пространственного строения и динамических конформацнонных свойств низкомолекулярных природных пептидов представляет первостепенный интерес для выявления их структурно-функциональной организации и решения других вопросов естественнонаучного и практического значения. В этой и последующей главах рассмотрены результаты теоретического конформационного анализа серии нейропептидов.

В 1970-19ВО-х годах в эндокринологии произошли собьггия чрезвычайной важности, качественно изменившие состояние этой области знаний Не преследуя цель дать здесь исчерпывающий обзор всех событий, отметим основные вехи происшедшей перемены. Прежде всего был открыт новый класс биологически активных веществ — нейропептндов, т.е. эндогенных пептидов, регулирующих деятельность нервной системы, в первую очередь головного мозга. За короткое время получена детальная информация об их химической структуре, предшественниках, содержащих в своих аминокислотных последовательностях целые ансамбли разнообразных нейропептндов.

Это дало толчок интенсивным исследованиям их биологического действия и механизмов регуляции и взаимосвязи с многочисленными функциями организма, Следующим существенным моментом явилось становление генной инженерии. В кратчайший срок удалось систематизировать данные о ранее известных нейропептидах и предсказать (что сразу же нашло подтверждение) существование новых представителей этого класса пептидов. Кроме того, стало реальным радикальное решение важнейшей проблемы — обеспечение практически неограниченного количества нейропептидов человека путем синтеза их с помощью микроорганизмов, а не экстракцией в ничтожных количествах из опухолей и органов умерших. Исследования нейропептидов на новом уровне начались с выделения из нервной ткани и установления последовательности нескольких эндогенных пептидов, стереоспецифически связывающихся с опиатными рецепторами нли вызывающих активацию определенной цепи внутриклеточных событий и соответствующий ответ клетки-мишени (т.е.

агонистов) илн уменьшающих и устраняющих такой ответ (антагоннстов). В 1924 г. Р. Абелем в ткани мозга были обнаружены два активных пептида— окситоцнн и вазопрессин, ответственных, как выяснилось значительно позднее, за антндиуретический, вазопрессорный и некоторые другие эффекты. В 1953 г.

В. Дю Виньо впервые осуществил их химический синтез, а также вазотоцина и мезотоцина. Выделению эндогенных нейропептидов непосредственно предшествовало открытие в начале 1970-х годов в нервной ткани рецепторов, избирательно связывающих морфин, кодеин и другие экзогенные опиаты (115-117]. Следовательно, дальнейший поиск велся целенаправленно; в его основе лежала идея о необходи- 336 С!у Яу угм Мег гаг 5ег Яи !.ух 5ег Яи Р и с.

!!!.23. Схема конфирмационного анализа молекул Мег-энкефалина, а-, уз Ь- и )3-эндорфинов мости существования эндогенных лигандов для обнаруженных стереоспе. цифических мест узнавания. Первое доказательство наличия таких лнган. дов в организме удалось получить в 1974 г. Л.

Терениусу и А. Вальстрему с помощью радиорецепторного анализа [118, ! 19]. Практически одно временно И. Хьюз и соавт. [120] выделили из экстрактов мозговой ткани свиньи вещество, обладающее аналогичным морфину анальгетнческим действием. Существование опиоподобного фактора в виде двух пентапептидов, отличающихся только С-концевой аминокислотой, подтвердили Г. Симантов и С. Снейдер [121].

Пептиды были названы Меь и Бевэнкефалинами. Оказалось, что последовательность Мсыэнкефалина содер жится в структуре аденогипофизарного пептида []-липотропина, имеюп1его последовательность из 91 аминокнслотного остатка. Нейропептиды с такой последовательностью ранее были обнаружены и идентифицированы в ткани гипофиза нескольких видов животных С. Ли [122] и С. Лн в Д.

Чангом [123]. Было известно, что [3-липотропин обладает умеренной жиромобилизующей и меланоцитстимулирующей активностью. Однако до этого никто не отмечал связи его с опиатными рецепторами и не приписывал ему опиоидной активности; [[-липотропнн образуется из прегормонального белка аденогипофиза, в состав которого входит также адренокортикотропный гормон (АКТГ). Меь и 1.еп-энкефалины были первыми и простейшими эндогеиными представителями особого класса биологически активных веществ— нейромеднаторов (нейротрансмитгеров) и нейромодуляторов, участвующих в регуляции основных висцеральных (внутренних) систем организма.

Вслед за этим почти сразу же последовало открытие ряда других нейрогормонов, представляющих собой более высокомолекулярные пептиды, на Х-концах которых находится Меь или 1.еп-энкефалиновая последовательность. Почти одновременно в 1976 г. Б. Кох и соавт. [124], А. Голдштейн [125], Л. Граф и соавт.

[126] и Г. Тешемахер и соавт. [127] обнаружили несколько пептидных опиоподобных по своему действию веществ, названных эндорфинами. Они также оказались фрагментами [3-липотропина. Вскоре были выделены и синтезнрованы гексадека- я гептадекапептидные а- и у-зндорфины [128 — 131], входящие в []-эндорфин, состоящий из 31 аминокислотного остатка и являющийся, в свою очередь, С-концевой частью р-липотропина (61-91).

Последним был выделен нонадекапептидный участок [)-эндорфина, названный Ь-эндорфином [132, 133] (рис. 111. 23). Начатые вслед за открытием энкефалинов н эндорфинов тщательные н систематические поиски привели к обнаружению новых зндогеиных пептидов, сходных по своему действию с известными экзогенными психотропными препаратами. Этому способствовало совершенствование методов экстрагированьи, хроматографии, иммунологического и радиоиммунологического тестирования. В результате были выделены и идентифицированы динорфин, а- и []-неоэндорфины, представляющие собой 1евзнкефалины с дополнительными последовательностями амииокислотных остатков на С-конце, и ряд других нейропептидов.

Подлинно революционизирующее воздействие на эти исследования оказали методы генной инженерии. С нх помощью были установлены пути биосиитеза лигандов опиатных рецепторов, получены ДНК-копии информационных РНК, кодирующие предшественники [[-эндорфина, многократно повторяющихся ме1- и е.еп-энкефалннов и [3-неоэндорфина [динорфина); выделены также из хромосомы их гены [134-137]. Установлено, что в гаплоидном геноме млекопитающих существуют только единичные гены, кодирующие предшественников упомянутых гормонов, хотя известно, что существуют гормоны, для которых имеется несколько единичных генов.

Клонирование и изучение строения генов пеп видных гормонов позволили получить общее представление о предшественниках важнейших опиатных лигандов. Исследования в этом направлении продолжают быстро развиваться и приводят к открытию в семействе пептидных гормонов эндокринной системы все новых соединений [138-140]. Прогресс в области синтеза нейропептидов и их аналогов в короткий срок создал совершенно новую основу для изучения их функций. Вначале преимущественное внимание уделялось исследованию анальгетического эффекта гормонов и их влияния на психический и неврологический статус организма [141]. Было показано, что энкефалины и эндорфины, помимо обезболивающего действия, обладают также эйфоригенными и подкрепляющими свойствами, а также проявляют ярко выраженный эффект наркотического антагониста налаксона при хронической шизофрении и хронических психозах [142-147].

Характеристики

Список файлов книги