Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
Начатые вслед за открытием энкефалинов и эндорфинов тщательные и систематические поиски привели к обнаружению новых эндогенных пептидов, сходных по своему действию с известными экзогенными психотропными препаратами. Этому способствовало совершенствование методов экстрагирования, хроматографии, иммунологического и радиоиммуно-логического тестирования. В результате были выделены и идентифицированы динорфин, а- и Р-неоэндорфины, представляющие собой Ьеи-энкефалины с дополнительными последовательностями аминокислотных остатков на С-конце, и ряд других нейропептидов.
Подлинно революционизирующее воздействие на эти исследования оказали методы генной инженерии. С их помощью были установлены пути
биосинтеза лигандов опиатных рецепторов, получены ДНК-копии информационных РНК, кодирующие предшественники (3-эндорфина, многократно повторяющихся Met- и Lcu-энкефалинов и Р-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 пептидных 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]. В последнее время появились сообщения, указывающие на их участие в регуляции многих висцеральных систем организма, а именно обменных процессов, системы пищеварения, функции поджелудочной железы и гипотензивном воздействии на сердечно-сосудис-тую систему [148]. Широкий спектр биологической активности обеспечивается многочисленностью нейрогормонов в организме и полифункциональностью каждого из них. Функциональные спектры известных в настоящее время лигандов опиатных рецепторов часто перекрываются, тем не менее каждый из них имеет свою специфику. Однако полная ясность в этом вопросе, как и детальная количественная информация, пока отсутствуют. Полифункциональность энкефалинов и эндорфи-нов может свидетельствовать о конформационной лабильности молекул, необходимой для комплементарной подстройки их пространственных структур к активным центрам различных рецепторов [29,149-152]. В то же время имеющееся сходство в характере действия энкефалинов и эндорфинов указывает на возможную близость конформаций общих в ряду этих молекул структурных элементов [153]. В частности, при исследовании анальгетической активности и ассоциирующей способности различных эндорфинов была установлена решающая роль N-концевых ароматических аминокислот Туг1 и Phe4 в активации опиатных рецепторов [133]. Формируется представление о том, что одинаковый у всех эндорфинов пентапептидный Met-энкефалиновый участок ответствен за реализацию многих функций, а количественный эффект и его продолжительность зависят от длины последующей пептидной цепи [124, 133, 154, 155]. Так, длительность анальгезии заметно и систематически снижается в ряду Р-, 8-, у-, а-эндорфинов и Met-энкефалина; действие Р-эндорфина по сравнению с морфином значительно продолжительнее и для того же эффекта требует в десятки раз меньших доз [125, 156].
В 1980-е годы изучение пространственного строения и конформационных свойств опиатных лигандов, особенно Met- и Leu-энкефалинов и Р-эндорфина, становится целью многочисленных экспериментальных исследований, а энкефалинов - также и теоретических, расчетных работ. Имеющиеся в литературе данные рассматриваются в ходе обсуждения излагаемых здесь результатов конформационного анализа этих соединений, проведенного автором данной монографии и соавт. [157-164].
11.1. ЭНКЕФАЛИНЫ
Последовательности Met- и Ьеи-энкефалинов (см. рис. III. 23) содержат по три аминокислотных остатка с мощными и достаточно лабильными боковыми цепями, число атомов в которых превышает основную цепь, в связи с чем стабилизирующие взаимодействия боковых цепей между собой и с элементами основной цепи должны играть доминирующую роль в структурной организации обоих пентапептидов. Имея в виду это обстоятельство, большое внимание в конформационном анализе энкефалинов было уделено путем варьирования всех возможных конформационных состояний остатков поиску таких стерических ситуаций, которые обеспечивали бы сближенность боковых цепей Туг1, Phe4, Met5 (Leu5) и их эффективные взаимодействия в пределах дозволенных низкоэнергетических форм основной цепи. Поскольку последовательности обеих молекул отличаются только С-концевыми остатками, рассмотрим лишь результаты анализа Met-энкефалина. Сопоставляемые с ними данные о пространственном Lcu-энкефалина получены аналогичным образом и независимо.
