Ферменты обмена регуляторных пептидовСтраница 1
Нейропептиды – это полифункциональные высокоактивные вещества пептидной природы, которые играют важную роль в реализации и регуляции различных физиологических и поведенческих реакций организма.
Нейропептиды играют важную роль в адаптационных процессах, проявляют анальгетические эффекты, участвуют в формировании пищедобывательного и полового поведения [20,22,24,28]. Многие из этих веществ вовлекаются в регуляцию полового созревания [2,5,29,33]. Нейропептиды влияют на половую дифференциацию организма (гонадотропин-рилизинг-фактор, ЛГ, ФСГ, пролактин [19,21,34], на процессы внимания и памяти (например, АКТГ и α-меланотропин – стимуляторы запоминания и внимания), на эмоциональное поведение (тиролиберин, меланостатин, кортиколиберин – стимуляторы эмоционального поведения), обладают анальгезирующим действием (нейротензин, опиоидные пептиды). www.ektu.kz
Уровень нейропептидов определяется соотношением скоростей их синтеза и деградации.
Нейропептиды синтезируются в организме на рибосомах гранулярного эндоплазматического ретикулума в виде высокомолекулярных неактивных предшественников (препропептидов) [11,17]. В состав последних могут входить аминокислотная последовательность как одного, так и нескольких нейропептидов. Известно много белков, содержащих в своей структуре последовательности нейропептидов: предшественник гонадотропин-рилизинг-фактора, проопиомеланокортин, препроэнкефалин А, продинорфин (препроэнкефалин В) и другие [26,1].
Все препропептиды содержат на N-конце сигнальную последовательность из 15-20 остатков гидрофобных аминокислот. Нейропептиды, входящие в состав предшественника, как правило, ограничены с C- и N-концов парами остатков основных аминокислот – аргинина и лизина.
Сигнальная последовательность препропептидов необходима для взаимодействия с рецепторами эндоплазматического ретикулума и переноса предшественника нейропептида в просвет ретикулума. В цистернах эндоплазматического ретикулума под действием сигнальной эндопептидазы происходит отщепление сигнальной последовательности, а также N-гликозилирование и формирование характерной для полипептида третичной структуры, которая препятствует обратному выходу белка в цитоплазму. Посттрансляционная модификация, включающая гликозилирование, амидирование, ацетилирование или сульфирование, предотвращает нарушение процессинга и образование нетипичных пептидов.
Для получения активных форм, полипептиды подвергаются посттрансляционному процессингу, одним из основных механизмов которого является ограниченный протеолиз [3,6,14].
Процессинг биологически активных пептидов [6,7] осуществляется при передвижении молекул пропептидов по гранулярному эндоплазматическому ретикулуму, комплексу Гольджи и в секреторных везикулах [55]. Секреторные везикулы содержат полный набор ферментов, необходимых для процессинга и специальные системы поддержания pH внутри везикул [15].
Процессинг нейропептидов [64] внутри секреторных везикул включает в себя эндо- и экзопротеолитические реакции. Эндопротеолиз осуществляется при действии трипсиноподобных протеиназ (проопиомеланокортин-превращающего фермента [65,66], продинорфин-превращающего фермента [47], тиоловой прогормонконвертазы [39,40], субтилизиновых эндопептидаз семейства фурина, PC1, PC2, PC3 и PC4 [73]. В результате происходит расщепление пропептидов по парам остатков основных аминокислот [15,77].
Продукт, образовавшийся после действия эндопептидаз, далее подвергается экзопротеолизу с участием аминопептидазо-В- и/или карбоксипептидазо-В-подобных ферментов [7,9]. В результате происходит удаление ”лишних” N- и/или С-концевых остатков основных аминокислот.
Известно, что в различных тканях из одного белкового предшественника образуются различные нейропептиды. Так из проопиомеланокортина в аденогипофизе образуются преимущественно АКТГ, β-липотропин и β-эндорфин. В промежуточной доле гипофиза они подвергаются дальнейшему расщеплению с образованием α-меланоцитстимулирующего гормона и фрагментов β-эндорфина [3]. Тканевая специфичность, по-видимому, может быть связана с различным набором ферментов в разных тканях и/или с различными способами регуляции их активности. Поэтому представляет интерес изучение ферментов процессинга со сходной (но не идентичной) субстратной специфичностью. Такие исследования интересны не только для выяснения вопросов, связанных с функционированием данных ферментов, но и для понимания механизмов образования различных нейропептидов из одних и тех же предшественников в разных тканях.
Другие статьи:
Физиология почек
В процессе жизнедеятельности в организме человека образуются значительные количества продуктов обмена, которые уже не используются клетками и должны быть удалены из организма. Кроме того, организм должен быть освобожден от токсичных и чуж ...
Экологические группы жужелиц по степени увлажнения предпочитаемых биотопов
Дефицит влаги – одна из наиболее существенных особенностей наземно-воздушной среды жизни. Протекание всех биохимических процессов в клетках и в организме в целом возможны только при достаточном обеспечении его водой. Вся эволюция наземных ...
Устойчивость биосферы
Богатство живого мира издревле увлекало и восхищало человека. Мореплаватели и купцы миссионеры и авантюристы, путешественники и лекари, а затем и ученые привозили домой образцы удивительных растений и животных из всех стран мира. Немалым ...