Молекулярные основы действия ферментов - Севери Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
действием простагландинсинтетазных систем из различных источников. Набор
же конечных продуктов превращения PGH зависит от источника выделения
полиферментного комплекса. Природа конечного продукта связана со
специфичностью последнего фермййта биферментного комплекса, 'который в
общем случае мы называем эндопероксидпростагландинконвертазой (PGH-koh-
вертазой). Так например, PGH-конвертаза из везикулярных желез
10
II 12 II 1.1
Рис. 1. Общая схема биосинтеза простагландинов
4
быка и барана в зависимости от кофактора является либо проста-гландин Е-
изомеразой либо простагландин F-редуктазой [7, 8], из сердца кролика [9]
и эндотелиальных клеток >[10] - простагландин I-изомеразой, или
простациклинсинтетазой, из тромбоцитов человека [11] - тромбоксан А-
изомеразой, или тромбоксансинте-тазой и т. д.
. Одним из способов воздействия на активность ферментов синтеза
простагландинов является применение нестероидных противовоспалительных
препаратов. Детальное исследование закономерностей действия веществ этого
класса показало, что они влияют на образование простагландинов и это, по-
видимому, обусловливает их терапевтический эффект. Проиллюстрируем данный
подход анализом закономерностей ингибирования противовоспалительными
нестероидными препаратами PGH-синтетазы - первого и общего для всех
органов и тканей фермента синтеза простагландинов и тромбоксанов.
Кинетика и механизм ингибирования
эндопероксидпростагландинсинтетазы нестероидными противовоспалительными
препаратами
Любой воспалительный процесс в организме связан с изменением уровня
простагландинов [16].
В 1971 г. Вайн [17] впервые показал, что ацетилсалициловая кислота
нарушает биосинтез простагландинов, и высказал предположение о
способности этого препарата ингибировать проста-гландинсинтетазу.
Впоследствии было установлено, что аналогичными свойствами обладают и
другие нестероидные противовоспалительные средства .[18-21]. Установлено,
что ацетилсалициловая кислота необратимо блокирует простагландинсинтетазу
путем аце-тилирования молекулы фермента [14, 22, 23]. Вместе с тем
имеются основания полагать, что не все нестероидные противовоспалительные
соединения являются необратимыми ингибиторами простаглан-динсинтетазы.
Так, индометацин не вступает в ковалентное взаимодействие с
простагландинсинтетазой, что послужило основанием для предположения об
обратимом характере ингибирования фермента этим соединением [24]. В
дальнейшем было проведено исследование механизмов ингибирования PGH-
синтетазы нестероидными противовоспалительными средствами \[25]. В рамках
поставленной проблемы решались следующие связанные между собой задачи.'
1. Исследование кинетических закономерностей ингибирования PGH-
синтетазы широким набором противовоспалительных и сходных с ними
препаратов с целью классификации механизмов ингибирования и оценки
сравнительной эффективности различных препаратов в качестве ингибиторов
этого фермента.
2. Изучение структурных соотношений ингибитор-активный центр
фермента. Использование ингибиторов различной структуры
5
и сравнительный анализ механизмов ингибирования и его эффективности
способны, с одной стороны, дать информацию о наиболее необходимых
элементах структуры лекарственных препаратов, обеспечивающих их
физиологическое действие, с другой стороны привести к экспериментально
обоснованным гипотезам о структуре активного центра фермента.
3. Использование ингибиторов для целей дальнейшей детализации
кинетического механизма действия PGH-синтетазы. В общем случае
взаимодействие ингибитора с активным центром фермента может происходить
на различных стадиях механизма трансформации субстрата в конечные
продукты (взаимодействия со свободной формой фермента или с возможными
интермедиатами в ходе катализа). Использование эффективных ингибиторов
способно дать дополнительную информацию о кинетическом механизме действия
фермента.
Были получены препараты PGH-синтетазы из двух источни-.ков ¦- из
везикулярных желез барана и тромбоцитов человека - и проведено изучение
ингибирования ферментов нестероидными противовоспалительными
соединениями. Предварительное исследование показало, что наблюдаемые
эффекты при воздействии нестероидных противовоспалительных соединений на
активность PGH-синтетазы практически не зависят от чистоты используемого
белкового препарата (гомогенный белок; фермент, включенный в мембрану
микросомной фракции; фермент, солюбилизированный в мицеллах детергента).
При добавлении к раствору PGH-синтетазы ацетилсалициловой кислоты
наблюдается медленная потеря активности фермента в реакции окисления
арахидоновой кислоты в PGH2. Скорость инактивации фермента увеличивается
с ростом концентрации аспирина. Типичные наблюдаемые зависимости
активности PGH-синтетазы от времени для фермента в микросомной фракции
везикулярных желез барана представлены на рис. 2. Аналогичные зависимости
наблюдаются для фермента из тромбоцитов человека.
