Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
26. Datta P., Gest H. Nature, 203, 1259—1261 (1964).
27. Paulus H., Gray E. J. Biol. Chem., 239, 4008—4009 (1964).
28. Gerhart J. C. Curr. Tops. Cell. Reg., 2, 276—325 (1970).
29. Gerhart J. C., Pardee A. B. J. Biol. Chem., 237, 891—896 (1962).
30. Neuhard J. J. Bacteriol., 96, 1519—1527 (1968).
31. O’Donovan G. A., Neuhard J. Bad. Reviews, 34, 278—343
(1970).
32. Long С. W., Pardee A. B. J. Biol. Chem., 242, 4705—4721 (1967).
33. PierardA. Science, 154, 1572—1573 (1966).
34. Anderson P. М., Meister A. Biochemistry, 5, 3164—3169 (1966).
35. Ahmed A., Ingraham J. L. J. Biol. Chem., 244, 4033—4038
(1969).
36. Vyas S., Maas W. K. Arch. Biochem. Biophys., 100, 542—546
(1963).
37. Gerhart J. C., Schachman H. K. Biochemistry, 4, 1054—1062 (1965).
38. Rosenbusch J. P., Weber К- J. Biol. Chem., 246, 1644—1657
(1971).
39. Kontrowitz E. R., Pastra-Landis S. C., Lipscomb W. N. Trends in Biochemical Sciences, 5, 124—128 and 150—153 (1980).
40. Atkinson D. E. Current Topics in Cellular Regulation, 1, 29—43
(1970).
3. Появление биологической активности в результате ограниченного протеолиза
3.1. Активация зимогенов в тонком кишечнике
Концепция регуляции ферментов сформировалась при изучении активации зимогенов поджелудочной железы. Еще в конце прошлого столетия было известно, что свежевыделенный сок поджелудочной железы начинает переваривать белки лишь после контакта с фактором, присутствующим в тонком кишечнике и названным энтерокиназой. Дальнейшее развитие представлений в этой области можно разделить на два этапа. В 30-е годы благодаря усовершенствованию-техники фракционирования белков были охарактеризованы основные этапы процессов активации [1]. В 50-е годы на основе развития более сложных приемов разделения белков и разработки методов определения их первичной и третичной структуры оказался возможным анализ молекулярных механизмов процессов активации.
3.1.1. Панкреатические протеиназы и их специфичность
Активированный сок поджелудочной железы содержит по крайней мере семь разных протеиназ (табл. 3.1). Известны три типа эндопептидаз — трипсины (Т), химотрипсины (XT) и эластазы (Э) — и два типа экзопептидаз — карбоксипептидаза А (КпА) и карбоксипептидаза В (КпВ). Эндопептидазы дополняют друг друга по специфичности, их совместное действие приводит к глубокому расщеплению белков пищи, которые ранее частично гидролизуются протеина-зами желудка. Экзопептидазы КпА и КпВ катализируют последовательное отщепление аминокислот с С-конца пептидов; при этом КпВ отщепляет С-конце-вой аргинин или лизин от пептидов, образующихся при
Таблица 3.1. Специфичность панкреатических протеиназ
Протеиназа Тип Специ Расщепляемые
фичность пептидные связи
Трипсины I и II Эндопептидаза Узкая Lys-X, Arg-X
Химотрипсины А,В,С » Широкая Туг-Х, Phe-X,
Тгр-Х, Leu-X,
His-X
Элаетазы I и II » Широкая Val-X, Ala-X,
Gly-X, Ser-X
Карбоксипептидаза А Экзопептидаза Очень Х-Туг, X-Phe,
широкая X-Trp, X-Leu,
X-Ile, X-Met,
X-His, X-Ala,
X-Val, X-Thr
Карбоксипептидаза В Экзопептидаза Узкая X-Lys, X-Arg
действии трипсина, а КпА — С-концевые аминокислоты либо от тех пептидов, которые образовались при гидролизе белков химотрипсином и эластазой, либо от триптических пептидов, ранее взаимодействовавших с КпВ. Дальнейшее переваривание осуществляют пептидазы, секретируемые клетками тонкого кишечника. Из них особенно важна пролиндипептидаза, фермент, специфически гидролизующий дипептиды Х-Рго [2]; панкреатические протеиназы связи Pro-Х и Х-Pro не расщепляют. К этой же группе относится классическая «лейцинаминопептидаза», катализирующая последовательное отщепление аминокислот от N-концов пептидов [3].
3.1.2. Секреция и активация панкреатических зимогенов
Все семь протеиназ находятся в поджелудочной железе в виде неактивных предшественников, называемых зимогенами: трипсиноген (Тг), химотрипсино-гены (ХТг) А, В и С, проэластаза (ПроЭ) и прокар-боксипептидазы А и В (ПроКпА и ПроКпВ). Они локализованы в экзокринных ацинарных клетках внутри
сферических зимогеновых гранул, отделенных мембраной от других компонентов клетки. Секреция в двенадцатиперстную кишку происходит путем экзоцитоза— процесса, в ходе которого мембрана зимогенной гранулы сливается с внешней мембраной ацинарной клетки. Этот процесс стимулируется возбуждением ветви вагуса, иннервирующей поджелудочную железу, а также пептидными гормонами — холецистокинином и секретином. Последние синтезируются в клетках верхней части тонкого кишечника, затем выделяются к кровяное русло и оттуда попадают в поджелудочную* железу. Холецистокинин стимулирует секрецию небольшого количества панкреатического сока, богатого предшественниками ферментов. Под действием другого пептидного гормона — секретина — панкреатический сок выделяется обильно и содержит большое количество ионов НС03-, но при этом беден зимогенами. Ионы НСОз~ необходимы для нейтрализации кислого содержимого, поступающего из желудка, так как панкреатические протеиназы имеют довольно острый рН-профиль активности с оптимумом около pH 8,0. Наиболее сильными стимуляторами секреции холецис-токинина являются некоторые L-аминокислоты и длинноцепочечные жирные кислоты, а выделение секретина наиболее эффективно стимулируется кислотой [4-6].
