Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Энтеропептидаза (Эп), вначале называвшаяся энтерокиназой, является протеолитическим ферментом» синтезируемым в щеточной каемке эпителия тонкого кишечника. Она запускает процесс активации зимоге-нов, катализируя превращение трипсиногена в трипсин (рис. 3.1) [1]. На важную роль энтеропептидазы in vivo указывает тот факт, что тяжелые нарушения функции кишечника часто коррелируют с отсутствием этого фермента [7]. После образования некоторого количества трипсина превращение трипсиногена в трипсин становится автокаталитическим, так как трипсин катализирует активацию трипсиногена (рис. 3.2).
Трипсин катализирует также активацию проэла-стазы [8], химотрипсиногенов [9—11] и ПроКпВ [12].
ПроКпВ
Тг-
V
КпВ
ПроЭ" ХТгА. В-ХТгС -
> Э
- XT А, В
ПроКпА
ХТС •
КпА
Рис. 3.1. Вероятная последовательность стадий в процессе активации панкреатических зимогенов.
Время, ч
Рис. 3.2. Автокаталитнческая активация трипсиногеиа трипсином. Кружочками обозначены экспериментальные точки. Линия — теоретическая кривая для простой автокаталнтической реакции
ПроКпА находится в комплексе с химотрипсиногеном
и, вероятно, еще одним зимогеном, названным зимоге-ном Е. Его механизм активации, вероятно, заключается в образовании химотрипсина С под действием трипсина, после чего химотрипсин активирует ПроКпА
[13].
Для активации любого зимогена достаточно расщепления одной пептидной связи табл. 3.2). Напри-
Таблица 3.2, Активация некоторых панкреатических зимогенов. Пептидные связи, расщепляемые в процессе активации, отмечены стрелками [8, 11, 15, 17]
Знмогеи Активационный пептид
11
Бычий Тг Val-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys—Ile-Val-
Тг свиньи Phe-Pro-Thr-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys—Ile-Val-
Бычий ХТгА Cys-Gly-Val-PrO-Ala-Ile-Gln-PrO -Val-Leu-Ser-Gly-Leu-Ser-Arg—lie -Val-
1
Бычий ХТгВ Cys-Gly-Val-Pro-Ala-Ile-Gln-Pro -Va!-Leu-Ser-Gly-Leu - Ala-Arg—lie-Val-
1
Бычий ХТгС Cys-Gly-Ala-Pro-Ile-Phe-Gln-Pro-Asn-Ser-Ala-Arg—Ile-Val-
1
Крысиная ПроЭ! I Cys-Gly-Tyr-Pro-Thr-Tyr-Gln-Val-Gln-His--------Asp - Val-Ser-Arg—Val-Val-
мер, энтеропептидаза расщепляет связь Lys6-Val7 в молекуле трипсиногена и делает это в 2000 раз быстрее, чем эквивалентное количество трипсина. Вероятно, большая скорость активации энтеропептидазой обусловлена способностью этого фермента «узнавать» необычный участок последовательности (Asp)4-Lys.
[14]. В то же время существенное физиологическое значение, по-видимому, имеет именно автокаталитиче-ская активация трипсиногена трипсином, поскольку его в тонком кишечнике значительно больше, чем энтеропептидазы. Показано, что энтеропептидаза не способна активировать какой-либо другой зимоген.
Химотрипсин образуется при расщеплении трипсином связи Argl5-Ilel6; однако далее автокаталитически под действием химотрипсина происходит расщепление еще нескольких пептидных связей (Leu 13-Ser 14, Tyrl46-Tre 147 и Asn 148-Ala 149), что не сопровождается дальнейшим изменением активности. При этом освобождаются два дипептида — Ser-Arg и Thr-Asn; три образующиеся полипептидные цепи химотрипсина А не диссоциируют, так как они связаны дисуль-фидными мостиками [9].
Недавно установлена структура активационных пептидов проэластаз I и II из поджелудочной железы крысы путем определения нуклеотидной последовательности кДНК, синтезированной на информационной РНК этих ферментов, как на матрице. Показано, что активационный пептид проэластазы II сходен с соответствующим пептидом химотрипсиногена (табл. 3.2), в то время как активационный пептид проэластазы I значительно от него отличается [15].
При активации ЛроКпА химотрипсином С происходит расщепление единственной пептидной связи, и с N-конца уходит пептид, содержащий 94 аминокислотных остатка [16]. Хотя КпВ и КпА по размеру почти одинаковы (Мг~35000), ПроКпВ (Afr—57ООО) значительно больше, чем ПроКпА; следовательно, при активации первой происходит удаление более крупного фрагмента. Известно, что появление активности КпВ (60—70% от максимальной) обусловлено триптическим расщеплением связи Arg-Thr, в результате кото-
рого размер молекулы существенно не меняется. Максимальная активность достигается лишь при уменьшении Мт до величины = 35 ООО; этот процесс протекает относительно медленно [12].
