Протеазы сока поджелудочной железы секретируются в неактивной форме и подвергаются координированному активированию, инициатором которого является кишечный фермент энтеропептидаза (энтерокиназа), активность которого в свою очередь повышается при попадании панкреатического сока в двенадцатиперстную кишку. Энтеропептидаза содержит 41 % углеводов, что способствует, по-видимому, защите самого фермента от гидролиза. Энтеропептидаза является структурным белком мембраны энтероцитов (щеточной каемки) и катализирует превращение трипсиногена в трипсин, запуская каскад протеолитических превращений и активирование всех панкреатических проферментов.
Трипсиноген представляет одноцепочечную молекулу и под действием энтеропептидазы теряет 6 аминокислот (гексапептид) на N концевом участке молекулы.(Вал-(Асп)4-Лиз) превращаясь в активную форму трипсин. Образующиеся молекулы трипсина могут катализировать активирование трипсиногена (аутокатализ) , участвовать в переваривании белков и активировать другие неактивные протеазы поджелудочной железы и кишечника химотрипсина, эластазы, карбоксипептидаз А и В. Врожденная недостаточность энтеропептидазы приводит к тяжелой белковой недостаточности.
Каждая из протеаз, образующихся в кишечнике обладает специфичностью к определенным пептидным связям в белках. Продукт действия одного фермента может использоваться как субстрат для другого фермента. Специфичность в действии протеиназ обеспечивает взаимодополняющий эффект их действия на белки. Продуктами переваривания белков в желудочно-кишечном тракте является смесь из аминокислот, и олигопептидов (35% — нейтральные и основные аминокислоты, 65% аминокислот остаются в составе олигопептидов)
Специфичность отдельных протеиназ поджелудочной железы и кишечника
|
Эндопептидазы |
|
|
Трипсин |
гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами основных аминокислот - лиз и арг. |
|
Химотрисин |
гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических аминокислот ( фен, тир, три). |
|
Эластаза |
гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами маленьких алифатичеких аминокислот (гли, ала, сер). |
|
Экзопептидазы |
|
|
Карбоксипептидаза А |
отщепляет нейтральные аминокислоты от С конца пептидов. |
|
Карбоксипептидаза В. |
отщепляет основные аминокислоты от С конца пептидов |
Олигопептиды, образованные в процессе гидролиза белков в просвете кишечника, в дальнейшем гидролизуются специфическими олигопептидазами (экзопептидазы, дипептидазы), локализованными в мембранах щеточной каемки энтероцитов. Эти ферменты являются гликопротеинами, углеводная часть молекулы обеспечивает ориентацию активных центров в просвет кишечника. Конечные продукты пристеночного пищеварения — свободные аминокислоты, ди- и трипептиды.
Потенциальная опасность освобождения в поджелудочную железу малого количества трипсина очевидна: отмеченная выше цепная реакция произвела бы активные ферменты, которые могли переварить поджелудочную железу. Не удивительно, что поджелудочная железа обычно содержит ингибитор трипсина.
Если механизмы переваривания белков в желудочно-кишечном тракте, описанные выше, достаточно подробно изучены и их исследование получило прямой выход в медицинскую практику, то о механизмах внутриклеточного протеолиза, занимающих по объему значительно большее место в обмене белков, известно мало. Наиболее хорошо в этих процессах известна роль лизосом и в последнее время много внимания уделяется АТФ-зависимым процессам протеолиза в цитозоле.
Аутофагия - процесс разрушения отработанных частей самой клетки. На электронных микрофотографиях нормальных клеток можно увидеть лизосомы, содержащие митохондрии и секреторные пузырьки. Отработанные органеллы могут быть утилизированы в лизосомах. Процесс деградации начинается с окружения органеллы мембранами, происходящими из ЭР, в результате чего образуется аутофагосома
В случае эндоцитоза и аутофагии захваченные в мембранные пузырьки белковые молекулы, после слияния с лизосомами, подвергаются протеолизу с участием лизосомальных протеолитических ферментов – катепсинов. Катепсины обозначаются заглавными латинскими буквами и являются протеазами одного из указанных выше классов протеаз.
Подобно фосфорилированию белков, изменяющему свойства белковой молекулы, в цитозоле происходит, зависимое от АТФ, соединение белков, подлежащих протеолизу, со специальным белком – убиквитином.
Убиквитин- небольшой белок, состоящий из 76 аминокислот, формирует плотно упакованную глобулу, с выступающим в окружающую среду С-концевым участком. Убиквитинилирование протекает в несколько этапов:
1. Убиквитин вначале активируется убиквитин активирующим ферментом, E1
2. Убиквитин переносится на остаток цистеина убиквитин коньюгирующего фермента , E2
3. Молекулы убиквитина переносятся на остатки лизина белков, предназначенных для распада. В ряде случаев для соединения с белком-мишенью необходимо участие вспомогательного белка, обеспечивающего узнавание белков, подлежащих гидролизу.
C-концевой остаток убиквитина связывается пептидной связью с аминогруппой боковой цепи лизина в белке-мишени. Это вызывает ковалентную модификацию структуры белка мишени (подобно фосфорилированию), что может изменять функцию этого белка. К одной молекуле может быть присоединено несколько молекул убиквитина с образованием полиубиквитина. Это может служить сигналом для переноса белка-мишени на большую.
Предполагается также, что убиквитинилирование подобно фосфорилированию может быть механизмом универсальной модификации белковых молекул.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.