химический каталог




Химия протеолиза

Автор В.К.Антонов

"Строме- [1

и другие ткани кролика, лизин"

крыс в [10в]

3.4.24.17

То же человека 45 1ц.,гл.,с. [1144- 540 3.4.24.- Желатиназа Костные клетки кролика 65 1ц. 7 L1 [1

541 3.4.24.10 Кератиназа Triehophlton 48 8

mentagrophyt es Zn

542 3.4.24И1 Мембранная металло- Почки и слизистая кишеч- 90-93 1ц.,гл.,с. 6-7 [1

вндопептидаз а ника человека и др.

543 То ке Почки мышей 320 (4x81),гл. 9,5 Zn, Са

"меприн"

544 н Мозг быка, свиньи 87-90 7-9 Zn [1159, 545 и " человека, крысы 50-58 Ш. 7 Zn [« 161 ,

546 3.4.24.- Митохондриальная протеаза Печень крыс 108 Со, Mn [1

547 Надпочечники быка 60-70 (2x100) 8,5-9 [1

548 3.4.24.- РАВА-протеиназа Тонкий кишечник человека 200 7,5-8 Zn [1

549 3.4.24.- Высокомолекулярная Эритроциты и др. 300 (2x115) 8,5 Zn, Co [1

протеаза

550 3.4.24.12 Фермент "вылупления" Морской еж 28,5 Щ. 8,2 Са [ 1

551 Oryzlee latlpes 24 1Ц. 8-9 Zn, 2 формы [1

552 3.4.24.- Протеиназа Ancylostroma canlnim 37 9-11 Ре, эласто- ' [1

литическая

553 3.4.24.- н Aetacue fluvlattlls 22,6 1ц.,с. 8 Zn [1171, 554 3.4.24.- ГНстон-специфиче екая Морской еж 41 7-11 Zn, Со [1

протеаза

555 3.4.24.13 Иммуноглобулин А Streptococcus вр. [1

протеаза

556 3.4.24.14 Проколлаген К-протеиназа Бычья аорта 72 7 Са [1

557 То же Эмбрион цыпленка 500 (61 ,120,135, 7 Са.активиру- [1

[1130]

1131 ]

1132]

1135]

136]

137]

138]

1140] 141, 142, 143]

1 146]

147] 148]

149-153,

154-156]

1157,

158]

1160]

1162]

163]

164]

165]

166]

167] 168, 169] 170]

1 172] 173]

174]

175] 176]

Таблица 12 (окончание)

558 559

560 561

ЬЬ2

563

564

565 566 567 568 569

570 571

5 72

573 574

3.4.24.-3.4.24.15

3.4.24.16

3.4.24.-3.4.24.-3.4.24.-3.4.24.-3.5И .26

3.5.1 .56 3.5.1.68

3.5.1.-

3.5.2.6 3.5.2.11

Проколлаген С-протеиназа Растворимая металло-

протеиназа

То же

Нейротензин расщепляющая

протеиназа Эндопептидаза Пептидазы маиса Протеаза хлоропластов Протеиназа

4-N-(2-е-С-глюкозаминил)-

i-аспарагиназа Диме тилформамидаза Формилглутаматдеформилаза

N-Аце тилпролинамидо-

гидролаза 8-Лактамаза II Лизинлактамаза

То же Почки человека

" крыс Цитозоль печени крыс

Мозг крыс

быка

" крыс, морских свинок Почки крыс Zea may в Горох

Семена гречихи Почки свиньи

Рвеиаотопаз sp. Яичники крыс

Рзеиаотопаз sp.

Bad Низ cereue 569/Н Cryptococcue sp.

80 100

260 200

90

58

70-75 220 83-92 180 34 70

250

около 600 35,6 250

161 ) 4ц.

2ц. (122,148) (110,74,40) Зц.

2x2(80,74) Щ.

(2x15,2x105) 4Ц.

(?*55)

1ц.,гл.

(4?х63)

7,5 7,5

7 7

7,3

7-8

9 8,3 5,5

5-6

б 6-7

ются субъединицы 135 и 161

Са, Mg Са

Соматостатин 28-конвер-таза

Расщепляет ггрооксктоцин

[1177] [1178]

[1179] [1180]

[1181, 1182]

[1183]

Zn

3 формы Zn

Ре

Мп, Са,

мембранная

[1184] [1185] [1186] [1187] [1188] [1189]

[1190] [1191]

[1192]

Zn

[1193-1195] I [1196]

Сокращения: ц. - цепь; гл. гликопротеин; с. - известна первичная отруктура; число цепей дано в скобках, например, 2ц.(128,95) - две цепи с молекулярной массой 128 и 95 кДа; для субъединичных белков дано число субъединиц и их молекулярная масса, например, (2x35) - две субъединицы по 35 кДа.

**Курсивом даны ссылки, содержащие информацию о первичной структуре.

-I-1-_I_I_I_1_I_I_

2.3. Характеристика отдельных типов ащдгидролаз

63

вая протеаза из морской звезды Lermasterlcs tmbrtcata не подавляется белковым ингибитором, тогда как все сходные с ней трипсиноподобные протеазы очень чувствительны к этому ингибитору [1841.

Другой достаточно общий признак сериновых амидгидролаз тот, что большинство их функционирует в нейтральной или слабощелочной среде. Однако такие же ферменты есть среди металлсодержащих амидгидролаз.

К сериновым протеазам относятся многие весьма важные ферменты. Здесь можно отметить протеазы системы свертывания крови (см. таСл.12), протеазы системы комплемента, т.е. системы первичного иммунного ответа у позвоночных, важные ферменты пищеварительного тракта - энтеропептидаза, трипсин, химотрипсин и др. Среди сериновых амидгидролаз встречаются ферменты относительно небольшой молекулярной массы (12-15 кДа), а также сложные, построенные из многих субъединиц ферменты (500-600 кДа). Среди этих ферментов встречаются и такие, которые чувствительны не только к ДИФ, но и к реагентам на тиоловую группу.

Цистеиновые амидгидролазы (см. обзор: (1851) ингиОируются реагентами, специфически взаимодействующими с SH-группой остатка цистеина: N-этилмале-инимидом (N-ЭМИ), йодацетатом, п-хлормеркурийОензоатом и др. Обычно ферменты этой группы активируются меркаптанами и другими тиолсодержащими веществами. Однако этот тест неоднозначен, так как тиолы могут реагировать с ди-сульфидными связями в белке, что часто приводит к снижению каталитической активности. Большинство цистеиновых амидгидролаз функционирует в слабокислой и нейтральной средах (рН 5-7), однако встречаются ферменты этой группы, способные функционировать и при слабощелочных значениях рН.

К цистеиновым амидгидролазам принадлежат многие ферменты растительного происхождения: папаин, фицин, бромелаин, пептидазы А и В и др., а также ряд лизосомальных ферментов: катепсины В, Ъ, Н и др. Значительный интерес представляют Са+-зависимые протеазы - калпаины (см. обзор: 11861).

Аспартатные амидгидролазы в большинстве своем функционируют при кислых значениях рН. Исключение составляет фермент плазмы крови ренин, способный катализировать гидролиз амидов при рН 6-7. Активность аспартатных амидгидролаз подавляется диазокетонами (например, диазооксонорлейцином и др.), некоторыми эпоксисоединениями и микробным ингибитором пепстатином. Среди этой группы ферментов есть несколько нечувствительных к пепстатину. Особенно интересен фермент из Scytallulvm llgnlcolvm. Показано (см.разд.2.6.3), что в активном центре этого фермента функционирует остаток не аспарагиновой, а глутаминовой кислоты.. В этой связи старое название этой группы - карбоксильные амидгидролазы - представляется более оправданным.

К аспартатным протеазам относятся все пищеварительные ферменты желудка (пепсины), некоторые лизосомальные протеазы (катепсины Ь и Е) и многие про-теиназы низших грибов. Интереснейшими представителями этой группы ферментоЕ являются протеазы ретровирусов, в том числе вируса иммунодефицита человека

Одну из больших групп амидгидролаз составляют металлсодержащие ферменты. Они содержат в своем составе ионы цинка, кобальта или марганца. Некоторые из них (например, термолизин) содержат наряду с одним из этих, металлов также ионы кальция, играющего важную роль в стаоилизашш пространственно!* структуры фермента. Известно несколько ферментов этой группы, у котошх Са2+ или Mg^+ являются единственными металлами, важными для катализе

64 Глава вторая. Ферменты

Все металлсодержащие амидгидролазы инактивируются хелатирующими реагентами, такими, как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) или о-фенантро-лин. Инактивация эта чаще всего обратима, т.е. добавление иона металла восстанавливает активность.

Следует отметить, что и среди других типов амидгидролаз существуют металлсодержащие (обычно Са2+ или Mg^+) ферменты. Однако в этих случаях металл, по-видимому, непосредственно не участвует в каталитическом акте и играет вспомогательную роль.

Большинство пептидаз (КФ 3.4.11-17) относится к группе металлсодержащих амидгидролаз. Интересную группу составляют аминопептидазы ворсинок тонкого кишечника и почечных канальцев. Это в большинстве своем мембранно-связанные ферменты, локализованные так, что почти вся молекула вместе с активным центром расположена на поверхности мембраны, однако часть ее (4-5 кДа) образует "якорь", прошзывающий липидную мембрану.

К металлсодержащим протеазам относятся многие ферменты термофильных микроорганизмов (термолизин, фермент Bacillus stearothermophtlus, фермент из Telaromyces abponti и др.). Для этих ферментов оптимальная температура функционирования составляет 60-65°, и они устойчивы при нагревании до 90-100° (см. обзор: [1871). К этой же группе относятся многие коллагеназы и некоторые 6-лактамазы, тогда как другие ферменты, выполняющие те же функции, относятся к другим (сериновым, цистеиновым) группам амидгидролаз.

Нельзя не отметить очень интересный механизм деградации аномальных белков, обнаруженный как в эукариотических [188,1891, так и прокариотических [190,1911 клетках. В ретикулоцитах этот механизм связан с АТР-зависимым актированием таких белков особым низкомолекулярным белком - убикитином (АРР-1) [192,1931. Ацилирование происходит по е-аминогруппам остатков лизина аномального белка и образующийся конъюгат затем расщепляется специфическими протеиназами [1941, которые относятся, по-видимому, к группам сериновых и цистеиновых амидгидролаз [189,1951- У Escherichia coll до сих пор не найдено белка, аналогичного убикитину. Очевидно, деградация аномальных белков у прокариот происходит по механизму АТР-зависимого протеолиза без участия убикитинподобных факторов. Ключевую роль в зтом процессе играет АТР-за-висимая La-протеиназа, структура которой была установлена в 1988 г. Этот фермент - продукт гена Ion - является белком теплового шока и проявляет как протеиназную, так и АТРазную активности.

Еще одна интересная группа протеиназ - это мультикаталитические протеин-азы (см. обзор: [196]) - ингенсин и макропаин. Они обладают химотрипсино-вой, трипсиновой и эластазной специфичностью, состоят из сравнительно небольших субъединиц, объединенных в высокомолекулярные комплексы. Возможно, что к этой же группе принадлежит щелочная протеаза из мышц карпа [1971, которую пока не удалось отнести к какой-либо группе амидгидролаз.

В число гоклассифищрованных амидгидролаз (КФ 3.4.99.) входят многие интересные ферменты, такие, как алифатические амидазы микроорганизмов [199-2021.триптофанамидаза 12031, теанин-гидролаза [2041, пантетеингидролизующий фермент [2051, гликопептидазы, отщепляющие аспарагинсвязанную углеводную цепь в гликопротеинах [206-2081, а также 'амидазы, действующие на циклические амиды - аминокапролактам [2091, кератин [21 о] и диоксопиперазин [2111.

Особого упоминания заслуживают протеиназы Iysooacter (КФ 3.4.99.29-30)

2.4. Первичная структура

65

[2121. Эти ферменты не ингибируются ни одним из известных ингибиторов, специфичных для указанных четырех групп амидгидролаз. Однако это может быть связано с особенностями их структуры в целом, а не с особенностями их активных центров.

Анализ данных, представленных в табл.12, приводит еще к одному важному выводу - принадлежность фермента к той или иной группе амидгидролаз, по-видимому, никак не связана с его функцией. Другими словами, одна и та же функция, например гидролиз пептидогликанов клеточной стенки бактерий может выполняться ферментами, имеющими совершенно разные каталитические группировки. Справедливо также и обратное - ферменты одной группы могут проявлять совершенно разную специфичность как In vitro, так, вероятно, и в живом организме .

2.4. Первичная структура

Первичная структура, т.е. последовательность аминокислотных остатков в по-липептидной цепи белка, известна полностью или частично для значительной части охарактеризованных амидгидролаз (см. табл.12, а также [11971). Особенно быстрыми темпами эта информация стала появляться с развитием методов рекомбинантных ДНК (1771, позволяющих заменить традиционные и весьма трудоемкие методы белковой химии методами секвенирования соответствующих генов. При этом появился и ряд качественно новых возможностей. Во-первых, оказалось возможным устанавливать структуру не только созревших форм белков, но и их предшественников - про- и препро-ферментов (см. гл.5). Это, в частности, привело к пониманию процессов проникновения белков через клеточные мембраны и выхода ферментов во внеклеточное пространство [1198]. Для эука-риотических ферментов, как и других белков эукариот, было установлено, что лишь небольшая часть генетической информации реализуется в последовательности аминокислотных остатков. Так называемые интроны, составляющие большую часть, не транскрибируются, и в отношении их роли существует множество гипотез. Несомненно лишь, что интрон-экзонная структура генов имеет важное эволюционное значение. Вероятно, что интроны определяют, в частности, доменную организацию белковой молекулы t1199,1200] (см. разд.2.5).

Уже в середине 1960-х годов было отмечено сходство в строении многих родственных по происхождению и функциям ферментов [1201]. В настоящее в^емя сопоставление структур белков из разных источников служит важной основой установления филогенетических взаимоотношений разных организмов [1202]. Предложены достаточно надежные методы такого сопоставления (см., например: [1203]), при котором удобно пользоваться однобуквенным кодом аминокислотных остатков (см.: (12041 и примеч. к табл.14).

2.4.1. Сериновые амидгидролазы

Довольно условно ферменты этой группы можно разделить на четыре подгруппы: 1) протеазы поджелудочной железы, 2) ферменты крови, 3) ферменты беспозвоночных, 4) микробные амидгидролазы.

Внутри каждой подгруппы наблюдается особенно высокая степень гомологии в первичной структуре. Сходство в структуре ферментов, относящихся к разным

S.BK. Антонов

66 Глава вторая. Ферменты

подгруппам, в целом менее выражено. Следует подчеркнуть, что при сравнении первичных структур разных белков очень важен метод, используемый для этой цели. Эволюционные взаимоотношения белков группы сериновых протеаз характеризуются или общим числом случайных эволюционных изменений, или минимальным числом оснований, различающихся в ДНК, кодирующих данные белки (табл.13).

Как видно из табл.13, наименьшие отличия наблюдаются у одинаковых ферментов различного происхождения (например, трипсина быка и свиньи). Для отдаленных видов, как, например, трипсины млекопитающих, с одной стороны, и акулы - с другой, различия заметно выше. Что же касается разных подгрупп (тромбин и ферменты поджелудочной железы), то отличия здесь еще более существенны.

Наиболее исследованными ферментами группы протеаз поджелудочной железы являются химотрипсин А и трипсин. Химотрипсин А известен в нескольких формах, образующихся из зимогена - химотрипсиногена А - при его активации. Чаще всего используют химотрипсин Аа (или а-химотрипсин), представляющий собой трехцепочечный белок с короткой (13 остатков) А-цепью и более длинными

Таблица 13. Сравнение первичных структур протеаз позвоночных* [1203]

Фермент Химотрипсин А Химотрипсин В Эластаза свиньи

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88

Скачать книгу "Химия протеолиза" (8.49Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
утеплитель стеновой наружный
Рекомендуем приобрести офисную технику в КНС трансформер планшет - 19 лет надежной работы.
защёлкивание большого пальца что делать
пусконаладка чиллера thermocold

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.07.2017)