орые затем мигрируют к поверхности клетки н секретируются в окружающую среду. Пепсиноген является компонентом желудочного сока, в то время как химотрипсиноген, трипсиноген и другие панкреатические проферменты через проток поджелудочной железы попадают в тонкую кншку. Достигнув места своего действия, знмогены превращаются в активные ферменты под действием молекулы другого фермента, отсекающей от предшественника фрагмент (иногда довольно большой) полипептидной цепи [25].

Дополнение 7-Б Инсектициды

В настоящее время используется более 200 органических инсектицидов, предназначенных для того, чтобы уничтожать насекомых, не нанося существенного вреда людям н животным3^. Действие многих из этих соединений состоит в инги-бнрованин дыхания клеток; другие «разобщают» синтез АТР и перенос электронов. Хлорированные углеводороды, такие, как ДДТ, действуют на нервную систему, причем механизм этого действия до сих пор еще не установлен. Один из крупнейших классов органических инсектицидов действует на специфический фермент нервной системы — ацетилхолинэстеразу. Нейромедиатор ацетилхолнн выделяется из нервных окончаний в области многих синапсов (гл. 16). Ацетнлхолин (обладающий большой токсичностью, когда он находится в избыточных количествах) должен быстро разрушаться, в противном случае синапс не будет готов к передаче следующею импульса:

Ацетилхолин

0-СН2СН-М-СНз Ацвтал_

холиюстераза

+/сн3

СН3—СООН + НОСНаСН — N— СНз

\

СНэ

Как и в случае химотрипсина, в активном центре ацетилхо-линэстеразы содержится остаток серина, который реагирует с фосфорорганическими соединениями (например, с дннзо-пропилфторфосфатом; разд. Г,1,а).

В 30-х годах была установлена исключительно высокая токсичность эфнров пирофосфата и диалкилфторфосфатов; эти данные легли в основу создания в Германии и Англии ин

а 7

вации, при которой происходит превращение связи Р —S в связь Р=0:

R—О S R-04 О

V ^ V

/ \ / \

R—О X R—О X

соединение

Реакция десульфирования протекает при участии микро-сомных оксидаз печени, причем сера в конце концов окисляется до сульфата д.

Реакционноспособность паратиоиа по отношению к холин-эстеразам обеспечивается высоким потенциалом переноса групп, сообщаемым присутствием отличной уходящей группы— гс-нитрофенолят-аниона (см. также разд. Г,1,б). Если связь Р—О этой группы гидролизуется раньше, чем произойдет реакция десульфирования, то фосфорсодержащее соединение становится безвредным. Таким образом, проблема создания эффективных инсектицидов включает поиск таких соединений, которые быстро активируются в организме насекомых, но легко разрушаются в организме высших животных. Важное значение при этом имеют и такие факторы, как способность соединения к проникновению через кутикулу насекомых и скорость его выведения из организма.

Фосфорилированные эстеразы, образующиеся при действии фосфорорганических ингибиторов, весьма стабильны, однако найдены противоядия, способные обращать ингибирование. Очень эффективен в этом отношении оксим 2-формил-1-метилпиридиний-иона (пралидоксим)е. Считается, что положительный заряд этого соединения способствует его связыванию в том центре, который обычно занимает четвертичный атом азота ацетилхолина, и вытеснению диалкилфосфат-ной группы:

О OR.

* Р—OR.

fl О

СН3 |

ПралиЬоксим Остаток серима

г (фермент)

Карбарил, широко используемый метилкарбамат, служит псевдосубстратом ацетилхолинэстеразы, который реагирует в 105—10б раз медленнее, чем обычные субстраты. Образующийся карбамоилированный фермент не столь стабилен, как фосфорилированные ферменты, и поэтому ингибирование под действием карбарила обратимо.

а Casida J. Е. (1973). Annu. Rev. Biochem., 42, 259—278.

6 Heath D. F. (1961). Organophosphorus poisons. Pergamon, Oxford.

? Schrader G. (1963). Die Entwicklung neuer insektizider PhosphorsaureEster. Verlag Chemie, Weinheim. r Bull W. H. O., 44, 1—470 (1971).

» Nakatsugawa Т., Tolman N. M., Dahm P. A. (1961). Biochem Pharmacol., 18, 1103—1114. • Wilson I. В., Ginsburg 5. (1955). Biochim. biophys. acta, 18, 168—170

Типы реакций, катализируемых ферментами ю/

1. Химотрипсин и трипсин

Наиболее подробно изученная протеиназа, химотрипсин, существует в нескольких слепка различающихся формах, которые образуются в результате расщепления определенных пептидных связей в молекуле хи-мотрипсиногена. Последняя представляет собой единую полипептидную цепь, построенную из 245 аминокислот; аминокислоты в активном ферменте обычно нумеруются в соответствии с их положением в исходном зимогсне. Важную роль в выяснении механизма действия химотрипсина сыграли данные, полученные при изучении ацетилхолинэстеразы. Было показано, что этот ключевой фермент нервной системы необратимо инактивируется группой сильных фосфорсодержащих ядов, используемых как инсектициды и как отравляющие газы нервно-паралитического действия.

а. Серии в активном центре

В 1949 г. было показано, что один из ядов нервно-паралитического действия, диизопр