Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Биологические функции сериновых протеиназ

Биологические функции сериновых протеиназ

Содержание

1.Введение ....................................................... 2

2.Общая характеристика сериновых протеиназ .... 2

3.Функции отдельных сериновых протеиназ в различных биологических процессах ...................................... 4

3.1.Згортання крови (гемостаз) ........................ 4

3.2.Активация ферментов поджелудочной железы и

пищеварения в тонком кишечнике ..................... 7

3.3.Функции внутриклеточных протеиназ ...... 8

3.4.Еластаза и воспалительные процессы ....................... 9

3.5.Функция коконазы ................................... 9

4.Висновкы ................................................. 10

5.Використана литература ............................... 11

1.Введение.

серин протеиназы очень распространены в природе и выполняют самые разнообразные функции. При едином механизме действия активного центра сериновые протеиназы (далее - СП) имеют большие различия в специфичности, связанные с биологической функцией каждого отдельного фермента. СП действуют на биологических уровнях от внутриклеточного (протеиназы лизосом) до организменного (протеиназы, модифицирующие нейропептиды). Исследование всего многообразия функций СП позволило понять причины таких болезней, как панкреатиты, гемофилия, эмфизема, что создало теоретический базис для их лечения. СП играют важную роль в иммунной и гормональной системах; детальное исследование этих СП, несомненно, даст практические результаты.

Наиболее изучены на сегодняшний день сериновые протеиназы - это химотрипсин, трипсин и эластаза. Они выделены в чистом виде и изучаются более полувека, что привело к накоплению огромного массива информации, которая имеет как теоретическое, так и ощутимое практическое значение. Это особенно касается трипсина и химотрипсина, которые получили широкое применение в медицине, фармакологии, легкой и пищевой промышленности, аналитической биохимии и самых различных областях биотехнологии.

В то же время даже для этих простейших СП много неясностей теоретического и практического планов. Например, до сих пор не выяснено, каким образом при активационном расщеплении проформ белков фермент распознает строго определенную связь.

Итак, исследование функций сериновых протеиназ - важная работа, которая, безусловно, принесет еще немало полезных плодов.

2.Общая характеристика сериновых протеиназ.

Большинство известных на сегодня сериновых протеиназ имеют сходные аминокислотные цепи с похожей третичной строению и поэтому считаются эволюционно родственными. (Бактериальная СП субтилизин имеет совершенно отличную от остальных последовательность аминокислот и третичную строение). Совместная признак всех СП - триада аминокислот, которая составляет их каталитическую участок. Это три жестко зафиксированных в пространстве остатки серина, гистидина и аспарагиновой кислоты, которые обеспечивают гидролиз амидных и сложноэфирных связей, попадают в зону его действия.

Такой гидролиз происходит вследствие уникальной способности серинового остатка каталитической триады (в химотрипсина он находится в положении 195) ацилюватися субстратом. Считается, что при взаимодействии карбоксильной группы субстрата с серином гидролитического центра образуется высокоэнергетическая промежуточное соединение, которое превращается в ацил-фермент с последующим его гидролизом:

Близость трех остатков аминокислот - Асп, Сэр, ГИС - привело к формулировке классической сегодня гипотезы активации оксигруппы августа 195 путем переноса протона на Асп 102 по так называемому цепи переноса заряда:

Различия в специфичности СП обусловленные разницей в строении "кармашки", которая связывает боковую цепь аминокислоты, по которой идет гидролиз связи. В молекуле химотрипсина является четко выраженная кармашек, связывающей крупные гидрофобные боковые цепи. В молекуле трипсина на дне аналогичной "кармашки" вместо серина находится остаток аспарагиновой кислоты. Способность отрицательно заряженной карбоксильной группы образовывать ионную связь с положительно заряженными группами лизина или аргинина определяет разницу в специфичности действия химотрипсина и трипсина если химотрипсин расщепляет полипептидную цепь по фенилаланина, тирозина, триптофана и - в меньшей степени - по лейцина, то трипсин специфически гидролизует связи, образованные карбоксильными группами лизина и аргинина. Направленность действия фермента задается в первую очередь спецификой такой "гидрофобного кармана" (ее обозначают S1). В случае СП с более сложной организацией возможно существование дополнительных связующих участков, расположенных в достаточно автономных доменах молекулы. Принято считать, что эти участки обеспечивают высокоспецифично распознавания ферментами своих физиологических субстратов и обеспечивают необходимую последовательность гидролитического процесса, а также некоторые стадии взаимодействия фермента с его нативным белковым ингибитором.

Кроме вышеупомянутых участков межмолекулярного взаимодействия СП имеют еще и регуляторную (эффекторную) участок. Связывание им соответствующего лиганда (эффектора) приводит активный центр фермента в активированное состояние. Именно наличие таких участков объясняет явление субстратной активации - нелинейного роста скорости гидролиза по мере увеличения концентрации субстрата.

Кроме того, все сериновые протеиназы является кальций-зависимыми белками, содержащими одну кальций-связывающую участок. Связывание ионов кальция такого рода участками увеличивает стабильность молекулы, повышает ее устойчивость к денатурационные воздействий и замедляет процесс автолиза фермента.

Регуляция активности СП осуществляется тремя основными путями, которые находятся в сложной взаимосвязи:

образованием протеаз в виде неактивных предшественников (проферментов, зимогенов) с превращением их в активные формы под действием ферментов-активаторов только в физиологически предопределенной органеллах локализацией ферментов внутри специальных образований, окруженных мембраной (лизосом у животных; вакуолей и белковых тел у растений) присутствием в клетках и тканях специфических белков, действующих как ингибиторы - Серпин.

3.Функции отдельных сериновых портеиназ в различных процессах.

3.1.Згортання крови (гемостаз) и лизис тромба.

СП в процессе свертывания крови выполняют функцию образования фибринового сгустка, который предотвращает вытекание крови. Этот процесс как сложный каскад последовательных расщепляющихся активаций факторов свертывания крови - одна протеиназа расщепляет проформу другой. При этом есть два пути свертывания: внутренний и зовнишний.Зовнишний запускается вследствие активации т.н. фактора X после соприкосновения его с чужеродной поверхностью (схема 1). Внутренний механизм срабатывает при появлении в крови чужеродной для нее вещества (происходит из-за разрушения прилегающих тканей) (схема 2). После восстановления структуры сосуда в действие вступает СП, которая выполняет лизис тромба. За исключением трех, активированные факторы свертывания крови представляют собой СП. Зимогена этих СП должны аминокислотные последовательности, гомологичные последовательностям панкреатических зимогенов: трипсина, химотрипсина, эластазы.

Циркулирующий в кровотоке фибриноген представляет собой большой гликопротеид с молекулярной массой 340 кДа и содержит 4% углеводов. Его молекула состоит из двух идентичных субъединиц, каждая из которых сформирована тремя неодинаковыми пептидными цепями - А, В и. При образовании тромба сериновых протеиназа тромбин гидролизует один специфический связь Arg-Gly в каждом из цепей А и В; в результате от N-концов отщепляются пептиды А и В соответственно. Затем мономеры фибрина агрегируют с образованием мягкого сгустка.

На завершающей стадии образования фибрина участвует фактор ХИИИ (фибринстабилизирующего фактор - FSF), что находится в тромбоцитах и плазме. FSF с тромбоцитов состоит из двух идентичных-цепей. FSF плазмы имеет два-цепи, идентичные цепям из тромбоцитов, и два-цепи, содержащие углеводы (около 5%). Обе формы фактора ХИИИ является зимогена, активируемые тромбином, который гидролизует специфическая связь Arg-Gly в N-концевой части каждого-цепи. При этом высвобождаются

Загрузка...

Страницы: 1 2 3