Роль пептидов в функционировании нервной системы (стр. 6 из 7)
Краткие характеристики карбоксипептидазо-В-подобных ферментов
В связи с участием в процессинге, модификации и инактивации биологически активных пептидов, последнее время интенсивно исследуется семейство основных карбоксипептидаз. Они называются карбоксипептидозо-В-подобными ферментами и их субстратная специфичность связана с отщеплением остатков основных аминокислот с С-конца пептидов предшественников.
В организме млекопитающих обнаружено несколько форм этих ферментов.
Сarboxypeptidase U(M14.009)
| Другие названия | HBCPB, TAFI, arginine carboxypeptidase, brain-specific carboxypeptidase B, carboxypeptidase R, plasma carboxypeptidase B, thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor |
| Classification | Clan MC >> Subclan (none) >> Family M14 >> Subfamily A >> M14.009 |
| Activity | |
| Catalytic type | Металл |
| NC-IUBMB | Subclass 3.4 (Peptidases) >> Sub-subclass 3.4.17 (Metallocarboxypeptidases) (Metallocarboxypeptidases) >> Peptidase 3.4.17.2 |
| Activity status | Человек: активнаКрысы: активна |
| Physiology | Фибринолитическая активность. Деградация активных пептидов и возможно β–амилоида 1-42. |
| Human genetics | |
| Gene symbol | CPB2 |
| Locus | 13q14.11 |
| Mouse genetics | |
| Gene symbol | Cpb2 |
| Position | 14:D2 |
| Substrate | Bz-Gly-Arg (hippuryl-Arg)Bz-Gly-Lys (hippuryl-Lys)coagulation factor X light chaincoagulation factor X light chainfibrin derived peptidefurylacryloyl-Ala-Arg (FAAR)furylacryloyl-Ala-Lys (FAAK)Protein S100-A10 |
M14.004: carboxypeptidase N
| Другие названия | CPN1 g.p. (Homo sapiens), anaphylatoxin inactivator, arginine carboxypeptidase, carboxypeptidase K, creatine kinase conversion factor, kininase I, lysine carboxypeptidase, plasma carboxypeptidase B |
| Classification | Clan MC >> Subclan (none) >> Family M14 >> Subfamily B >> M14.004 |
| Catalytic type | Metallo |
| NC-IUBMB | Subclass 3.4 (Peptidases) >> Sub-subclass 3.4.17 (Metallocarboxypeptidases) >> Peptidase 3.4.17.3 |
| Activity status | Крыса: активнаЧеловек: активна |
| Physiology | Деструкция вазоактивного пептида |
| Human genetics | |
| Gene symbol | CPN1 |
| Locus | 10 |
| Mouse genetics | |
| Gene symbol | Cpn |
| Position | 19:D2 |
| Substrate | Dns-Ala-ArgHemoglobin subunit alphafurylacryloyl-Ala-LysProtein S100-A10C3A anaphylotoxinC4A anaphylotoxinbradykinin |
S10.005: serine carboxypeptidase D
| Другие названия | carboxypeptidase D, serine, carboxypeptidase II, wheat, carboxypeptidase WII |
| Классификация | Clan SC >> Subclan (none) >> Family S10 >> Subfamily (none) >> S10.005 |
| Каталитический тип | Serine |
| NC-IUBMB | Subclass 3.4 (Peptidases) >> Sub-subclass 3.4.16 (Serine-type carboxypeptidases) >> Peptidase 3.4.16.6 |
| Substrate | furylacryloyl-Ala-Lysfurylacryloyl-Phe-Leu |
| Структура 3D |  |
M14.005: carboxypeptidase E
| Другие названия | carboxypeptidase H, cobalt-stimulated chromaffin granule carboxypeptidase, crino carboxypeptidase B, enkephalin convertase, insulin granule-associated carboxypeptidase |
| Классификация | Clan MC >> Subclan (none) >> Family M14 >> Subfamily B >> M14.005 |
| Каталитический центр | Металл |
| NC-IUBMB | Subclass 3.4 (Peptidases) >> Sub-subclass 3.4.17 (Metallocarboxypeptidases) >> Peptidase 3.4.17.10 |
| Физиология | Участвует в биосинтезе пептидных гормонов и нейротрансмиттеров |
| Human genetics | |
| Gene symbol | CPE |
| Locus | 4 |
| Mouse genetics | |
| Gene symbol | CPE |
| Position | 8:B3.1 |
Substrate
Ac-Tyr-Ala-Arg
Bz-Phe-Ala-Arg
Dns-Phe-Ala-Arg
M14.006: carboxypeptidase M
| Классификация | Clan MC >> Subclan (none) >> Family M14 >> Subfamily B >> M14.006 |
| Каталитический тип | Metallo |
| NC-IUBMB | Subclass 3.4 (Peptidases) >> Sub-subclass 3.4.17 (Metallocarboxypeptidases) >> Peptidase 3.4.17.12 |
| Физиология | Деградация биоактивных пептидов |
| Human genetics | |
| Gene symbol | CPM |
| Locus | 12q15 |
| Mouse genetics | |
| Gene symbol | 5730456K23Rik |
| Position | 10:D2 |
| Substrate | Bz-Ala-LysBz-Gly-ArgBz-Gly-LysDns-Ala-Argdynorphin A1-13[Leu5]-enkephalin-Arg[Met5]-enkephalin-Lysbradykinin |
PMSP-ингибируемая карбоксипептидаза
Пока ещё мало изученный фермент, который расщепляет dansyl-Phe-Leu-Arg и отличается по молекулярной массе (100-110 кДа) от других карбоксипептидаз. Он имеет близкий к КР Н оптимум pH = 5,6 – 6,0. Не является метало ферментом, т.к. не ингибируется ЭДТА. Возможная биологическая роль данного фермента, это процессинг нейропептидов, в частности энкефалинов, хотя и этот вопрос довольно спорный. В настоящее время ведутся работы по выделению и очистке этого фермента, с целью изучения кинетики его действия м активного центра.
Заключение
Пептиды — одна из важнейших систем регуляции ГОМЕОСТАЗА. Этот термин, введенный в 30-х годах американским физиологом У.Кенноном, означает жизненно важное равновесие всех систем организма. По мере усложнения наших представлений о нормальной, а тем более патологической, физиологии это понятие уточнили как ГОМЕОКИНЕЗ, т.е. подвижное равновесие, баланс постоянно меняющихся процессов. Организм соткан из миллионов “гомеокинезиков”. Эта огромная живая галактика определяет функциональный статус всех органов и клеток, которые связуются регуляторными пептидами. Как мировая экономическая и финансовая системы — множество фирм, производств, заводов, банков, бирж, рынков, магазинов... А между ними — “конвертируемая валюта” — нейропептиды.
Все клетки организма постоянно синтезируют и поддерживают определенный, функционально необходимый, уровень регуляторных пептидов. Но когда случаются отклонения от “стационарности”, их биосинтез (в организме в целом или в отдельных его “локусах”) либо усиливается, либо ослабевает. Такие колебания возникают постоянно, если речь идет об адаптивных реакциях (привыкании к новым условиям), выполнении работы (физических или эмоциональных действиях), состоянии предболезни — когда организм “включает” повышенную защиту от нарушения функционального баланса.
Говоря о заболеваниях мозга, следует заметить, что в последние годы снова появилась информация о пептидах, особо причастных к какой-либо центральной патологии. В этом перечне — аллергический энцефалитогенный пептид, β-амилоид болезни Альцгеймера, нейротрофический пептид поврежденного мозга и др. Все они выделены из мозга, который охвачен соответствующей патологией, и имитируют таковую при перенесении экспериментальным животным. Для каждого из них установлена точная химическая структура, выявлены специфические рецепторы; но речь не идет о каких-то особых субстанциях. Эти пептиды, как правило, “осколки” миэлина, основного белка мозга, необходимого для его нормальной работы. Их присутствие служит иллюстрацией, как при определенных заболеваниях, вероятно вследствие инверсии нормального биосинтеза пептидов, они становятся фактором “зла”, провоцирующим развитие болезни в новой и еще более пагубной форме. Однако их выявление помогает найти конкретные с точки зрения нейрохимии причины патологии и, значит, подойти к возможности ее предупреждения и лечения.
Таким образом, выявлена огромная, хотя еще почти не изученная роль пептидов в функционировании нервной системы. Они оказывают влияние на возбудимость нервной ткани, выполняя роль медиаторов и участвуя в возвратном ингибировании нейронов выступают в роли модуляторов различных процессов, участвуют в создании межнейрональной связи. Пептиды могут быть не только кратковременными медиаторами химической передачи, но и долговременными регуляторами свойств мембраны и синаптического действия. Их действие на нейрональную активность часто выражается в изменении поведенческих реакций животных. Влияние пептидов на различные функции организма — на сосудистые реакции, высвобождение моноаминов, болевые реакции организма, терморегуляцию и, наконец, на сон, память и т. д, позволило предположить регулирование важнейших функций животных пептидными факторами. Связь пептидов с трансмиттероактивными аминокислотами и с моноаминами открывает большие возможности для химического кодирования в нервной системе.
Приведенные характеристики биологической активности НП —представителей различный семейств — далеко не исчерпывают всего многообразия их функций.
В заключение хочется обратиться к перу нейрогистолога, нобелевского лауреата С. Рамон-и-Кахаля, мыслившего образно и точно: “...сад неврологии представляет исследователю захватывающий, ни с чем не сравнимый спектакль. В нем мои эстетические чувства находили полное удовлетворение. Как энтомолог, преследующий ярко окрашенных бабочек, я охотился в красочном саду серого вещества мозга за клетками с их тонкими элегантными формами, таинственными бабочками души, биение которых, быть может, когда-то — кто знает? — прояснит тайну духовной жизни”.
Литература
1. Malcolm Dixon, Edwin C. Webb “Enzymes” Longman Group Ltd. 1979.
2. Р. Шмидт, Г. Тевс «Физиология человека» Москва «Мир» 1996
3. Ferdinand Hucho “Neurochemistry. Fundamentals and Concepts” VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim (Federal Republic of Germany), 1986
4. И. П. Ашмарин и соавт. «Нейрохимия» Москва Изд. Института биомедициеской химии РАМН, 1996.
5. М. И. Прохорова «Нейрохимия» Ленинград, 1979
6. А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит, Р. Хилл, И. Леман «Основы биохимии» Москва: «Мир», 1981