Активность нейтральных протеаз в тканях животных при зимней спячке и гипотермии
Диссертация - Биология
Другие диссертации по предмету Биология
ил-фосфатидилинозитола (Deddish et al., 1990, Skidgel et al., 1986). При воздействии трипсина и фосфолипазы С КП М переходит в растворимую форму за счет удаления остатка гликозил-фосфатидилинозитола (Deddish et al., 1990, Skidgel et al., 1996). Этот процесс возможен и in vivo, так как фермент обнаружен в моче и амниотической жидкости (Skidgel et al., 1996). При химическом дегликозилировании образуется полипептид с Mr 48000, который состоит из 439 аминокислотных остатков (Skidgel et al., 1991).
Максимальная активность КП М отмечается при рН 7,0. В активном центре фермента находится ион Zn2+ (Skidgel et al., 1986). Ионы Со2+ повышают активность КП М в 1,5 - 2 раза, причем степень активации возрастает при снижении рН. Действие фермента ингибируется ионами Cd2+, о-фенантролином, 2-меркаптометил-3-гуанидилэтилтиопропановой кислотой (Deddish et al., 1990).
КП М отщепляет остатки только основных аминокислот, причем в отсутствие ионов Со2+ предпочтительней отщепляет аргинин, а в присутствии Со2+ - лизин. Фермент в большей степени проявляет эстеразную активность, чем пептидазную (Deddish et al., 1990, Skidgel et al., 1986). In vitro КП М отщепляет остатки аргинина и лизина с С-конца Met5-энкефалин-Arg6, Met-энкефалин-Lys6, Leu5-энкефалин-Arg6, брадикинина, динорфина А1-13 (Skidgel et al., 1986), фактора роста эпидермиса (Skidgel et al., 1996), анафилотоксинов С3а, С4а и С5а, различных синтетических пептидов (Deddish et al., 1990, Skidgel et al., 1984).
Считают, что карбоксипептидаза М участвует в инактивации или модулировании активности пептидных гормонов до или после их взаимодействия с рецепторами, вовлекается в процессы клеточного роста и дифференциации. В связи с этим представляет интерес изучение активности КП М при введении галоперидола и диазепама.
Каспазы (КФ 3.4.22) - это внутриклеточные пептидгидролазы, имеющие активированный цистеин внутри высококонсервативного активного сайта, включающего пентапептид QACXG, который определяет связывание пептидного субстрата и его гидролиз после остатка аспарагиновой кислоты. В настоящее время все известные каспазы пронумерованы согласно времени их открытия (Мартынова, 2003).
Каспазы обнаружены во всех тканях млекопитающих, где они выполняют различные физиологические функции. Для каждого типа клеток характерны уникальные каспазозависимые сигнальные пути. Каспазы-3, -9 участвуют в ремоделировании клеток и тканей, в дифференцировке и пролиферации гемопоэтических клеток, в негативной селекции тимоцитов, в развитии мозга и сердечной мышцы в эмбриональный период и регулируют активность ферментов головного мозга, каспазы-3 - в противовирусной защите путем активации IL-16. Изменение физиологического состояния клетки приводит к изменению мишеней действия каспаз, например, при апоптозе каспазы активируют мембранносвязанные факторы транскрипции, которые в живой клетке поддерживают гомеостаз холестерина и активируются другими ферментами (Гуляева, 2003).
Каспаза синтезируется в клетке первоначально в виде неактивного профермента, состоящего из N-концевого полипептида (так называемого продомена), большой и малой субъединиц и связывающего региона между ними (Мартынова, 2003).
Образование активных форм каспаз инициируется протеолитическим расщеплением по связи Asp-Xaa во внутренних сайтах между доменами, что приводит к последовательному высвобождению малой субъединицы, связывающего региона, большой субъединицы и удалению продомена. Большая и малая субъединицы из разных прокаспаз собираются в единый комплекс. Активная форма каспазы - это тетрамер, в котором связь осуществляется двумя малыми субъединицами, окруженными двумя большими субъединицами. Два каталитических центра формируются аминокислотами большой и малой субъединиц (Куцый и др., 1999).
Среди эффекторных каспаз каспаза 3 в нервной ткани привлекает особое внимание, поскольку принято считать, что именно этот фермент тесно связан с программируемой гибелью нейронов. Этот фермент рассматривают как фермент, принадлежащий к группе апоптических каспаз, передающих и реализующих сигнал к клеточной гибели (Гуляева, 2003).
Каспазы участвуют в изменении всех частей клетки при апоптозе, что определяет его морфологические характеристики. Они расщепляют структурные белки цитоскелета (актин, фодрин), фокальные киназы, что приводит к потере адгезии клетки. Важно подчеркнуть, что каспазы расщепляют только незначительную фракцию белков в клетке, что, однако, достаточно для ее полной разборки на апоптические тельца. Каспазы обуславливают такой важный признак апоптоза, как олигонуклеосомную фрагментацию ДНК, которая осуществляется ДНК-фрагментирующими факторами, активированными каспазозависимыми эндонуклеазами, а также при каспазозависимом расщеплении поли(АДФ-рибоза)полимеразы и потере ферментов репликации и сплайсинга ДНК (Уманский, 1996).
К внеклеточным нейтральным протеазам относятся матриксные металлопротеазы (ММП) или матриксины, функция которых связана с обменом белков межклеточного матрикса. Эти ферменты играют решающую роль при развитии таких физиологических процессов, как морфогенез, резорбция и ремоделирование тканей, миграция, адгезия, дифференцировка и пролиферация клеток, а также при патологических состояниях (ревматический артрит, гломерулонефрит, пародонтиты, изъязвление роговой оболочки глаз и др.). Кроме того, исследования последних лет позволили открыть новые функции ММП в опухолевой прогрессии: участие в выходе депонированных факторов роста, расщепление некоторых биоактивных молекул с образованием веществ с новыми биологическими свойствами, участие в канцерогенезе ряда опухолей, мощный ангиогенн