ПЕПТИД-ГИДРОЛАЗЫ

ПЕПТИД-ГИДРОЛАЗЫ (син.: протеолитические ферменты, протеазы; КФ 3.4)— группа ферментов, катализирующих расщепление белков и пептидов; в животных и растительных организмах, а также у микроорганизмов осуществляют внутри- и внеклеточное расщепление белков и пептидов и регулируют скорость их кругооборота; участвуют в пищеварении, оплодотворении, защитных реакциях организма (свертывании крови, фибринолизе, активации системы комплемента, образовании и разрушении вазоактивных пептидов и т. д.), играют важную регуляторную роль в обмене веществ, катализируя образование и инактивацию ферментов, многих гормонов и других биологически активных белков и пептидов.

Изменение активности П.-г.. или ее регуляции связано со многими заболеваниями различной этиологии. Напр., недостаточность П.-г. свертывающей и фибринолитической систем крови вызывает развитие тромбозов, геморрагий и сопровождается изменением гемостаза. Дисфункция П.-г. ренин-ангиотензинной и кининовой систем приводит к изменению сЬсудистого тонуса и нарушению регуляции кровяного давления; нарушение активности пептид-гидро-лаз жел.-киш. тракта ведет к расстройствам пищеварения и т. д. П.-г. участвуют в образовании факторов проницаемости, хемотактических факторов и анафилатоксинов при развитии острого и хрон, воспаления и вызывают деструкцию тканей при ревматоидном артрите, гломерулонефрите, эмфиземе легких, мышечной и нервной дистрофии, циррозе печени, инвазии и распаде опухолей и т. д. Упомянутые процессы происходят гл. обр. под действием внутриклеточных П.-г., к-рые освобождаются из клеток при повреждении тканей и под влиянием нек-рых гормонов, витаминов, токсинов, иммунных комплексов и ряда других факторов. Для подавления нежелательного локального повышения протеолитической активности в качестве лекарственных средств используются ингибиторы П.-г., напр, трасилол (см.) и другие, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения. С действием П.-г., возможно, связано также образование аутоантигенов при нек-рых аутоаллергических болезнях. Полагают, что П.-г. играют определенную роль в процессах онко-генной и вирусной трансформации клеток.

П.-г. находят применение в медицине. Это связано гл. обр. с их способностью «расплавлять» некротизированные ткани и фиброзные образования, разжижать секреты, экссудаты, сгустки крови. Трипсин (см.), химотрипсин (см.) и нек-рые другие П.-г. применяют при лечении гнойных ран, ожогов, тромбозов, для удаления экссудатов при воспалительных заболеваниях дыхательных путей, при лечении ряда глазных болезней. При расстройствах пищеварения используют пепсин (см.), при заболеваниях соединительной ткани — папаин (см.).

П.-г. разделяют на две большие подгруппы: протеиназы (эндопепти-дазы; КФ 3.4.21—25), расщепляющие в белках внутренние пептидные связи, и пептидазы (экзопептидазы; КФ 3.4.11—15), к-рые гидролизуют связи и на NH2- или COOH-концевых участках пептидной цепи. Протеиназы по строению активного центра и механизму действия подразделяют на 4 класса: сериновые, тиоловые, карбоксильные протеиназы и металлопротеиназы. К многочисленным сериновым П.-г., в состав активного центра к-рых входят остатки серина и гистидина, относятся ряд жел.-киш. ферментов — трипсин, химотрипсин, эластаза (см.), большинство протеиназ плазмы крови (факторы свертывания, фибринолиза, кининовой системы, системы комцлемента), многие внутриклеточные и бактериальные П.-г. Эти ферменты активны в нейтральной среде. Их ингибиторами являются диизопропилфторфос-фат, фенилметилсульфонилфторид и др. К тиоловым протеиназам, в состав активного центра к-рых входят SH-группы остатка цистеина, относятся катепсины В, H, L, ряд растительных и бактериальных ферментов; наиболее изучены из них папаин и фицин. Ингибиторами этих П.-г. служат вещества, модифицирующие SH-группы; активаторами — различные тиоловые (SH-) соединения. К карбоксильным протеиназам, в активном центре к-рых находятся два остатка аспарагиновой к-ты, относят пепсин, ренин (см.), катепсины D и E (см. Катепсины), ряд бактериальных и плесневых П.-г. Активность большинства этих П.-г. оптимальна в кислой среде; их ингибиторами являются пепстатин и ряд диазокарбонильных соединений. К металлопротеиназам относятся коллагеназа (см.), термолизин и нек-рые другие. Активность этих П.-г. проявляется в нейтральной среде и угнетается веществами, образующими внутрикомплексные (хелатные) соединения с металлами — ЭДТА и др.

Пептидазы в соответствии с их субстратной специфичностью разделяют на аминопептидазы (см.) и карбоксипептидазы (см.), соответственно отщепляющие N- или С-концевые аминокислоты; дипептидазы (см.), гидролизующие дипептиды; дипептидилпептид-гидролазы и пептидилдипептид-гидролазы, соответственно отщепляющие дипептиды от N- или С-конца пептидной цепи. Многие пептидазы являются метал-лоферментами, в активном центре к-рых находятся ионы Zn2+.

П.-г. разнообразны по своим физ.-хим. свойствам. Среди них есть простые белки с мол. весом (массой) ок. 20 000 (трипсин, химотрипсин, папаин и др.) и белки, имеющие четвертичную структуру; их мол. вес в нек-рых случаях превышает 300 000 (напр., лейцинаминопептидаза). Многие П.-г. являются гликопротеидами (см.).

П.-г. имеют различную субстратную специфичность, т. к. гидролизуют пептидные связи, образованные разными аминокислотными остатками. Встречаются П.-г. с широкой субстратной специфичностью (пепсин, химотрипсин, папаин и др.), к-рые гидролизуют в белках связи, образованные многими аминокислотами, и Й.-г. с узкой субстратной специфичностью (напр., коллагеназа, калликреин), к-рые гидролизуют в нек-рых белках строго определенные пептидные связи. Многие П.-г. способны гидролизовать наряду с пептидными и сложноэфирные связи, а также катализировать реакции переноса аминокислотных остатков на другие акцепторы (так наз. реакции транспептидирования и трансэтерификации).

Большинство изученных протеиназ и ряд пептидаз синтезируются в виде неактивных предшественников — проферментов, или зимоге-нов. Процессы их активации представляют собой реакции ограниченного протеолиза, т. е. избирательного гидролиза определенных пептидных связей, протекающие либо автокаталитически, либо под действием нек-рых протеиназ. Во многих случаях это сопровождается отщеплением пептидов. Происходящие при активации1 конформационные изменения молекулы приводят к демаскированию активного центра фермента или завершают его формирование.

В плазме крови и других биол, жидкостях, а также в различных клетках и тканях присутствуют белковые ингибиторы П.-г., к-рые избирательно блокируют активность отдельных ферментов или групп ферментов. Системы таких ингибиторов осуществляют регуляцию активности П.-г. в физиол, условиях и предохраняют белки от неконтролируемого расщепления.

Внутриклеточные П.-г. обнаружены в различных субклеточных фракциях, но основная масса П.-г. локализована в лизосомах (см.), в них гл. обр. происходит внутриклеточный распад белков, к-рый осуществляется в результате согласованного действия различных протеиназ и пептидаз.

См. также Ферменты.



Библиография: Богуш Л. К. и Шварцман Л. Я. Применение протеолитических ферментов при туберкулезе легких, М., 1970; Веремеенко К. Н. Протеолитические ферменты поджелудочной железы и их применение в клинике, Киев, 1967; Кудряшов Б. А. Биологические проблемы регуляции жидкого состояния крови и ее свертывания, М., 1975; Локшина JI. А. Регуляторная роль протеолитических ферментов, Мо лек. биол., т. 13, № 6, с. 1205, 1979; Мосолов В. В. Протеолитические ферменты, с. 154,М.,1971;Стручк о в В. И. и д р. Протеолитические ферменты в гнойной хирургии, М., 1970; The enzymes, ed. by P. D. Boyer, v. 3, p. 788, N. Y.—L., 1971; Inflammation, ed. by J. R. Yane a. S. H. Ferreira В. a. o., 1978.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: