Синаптическая локализация CANP, его участие в гидролизе некоторых нейропептидов, вызывает соблазн предположить возможность её участия в обмене биологически активных пептидов, однако кальпаин локализован на внутренней, а не на внешней поверхности синаптической мембраны и поэтому вряд ли может вовлекаться в деградацию нейропептидов in vivo.
Эндопептидаза . (NEP, нейтральная эндопептидаза, энкефалиназа, энкефалиназа A, неприлизин, CALLA) - интегральный трансмемранный белок плазматических мембран, катализирующий расщепление пептидных связей внутри низкомолекулярных пептидов с N-конца остатков гидрофобных аминокислот. Она выделена и очищена из почек, семенников, гипофиза, мозга, стриатума различных видов животных. Фермент из различных источников имеет очень близкие иммунологические и физико-химические свойства, но отличается степенью гликозилирования . Поэтому молекулярная масса фермента из различных органов и тканей варьирует в пределах от кДа до кДа. Имеется единичное сообщение об обнаружении формы NEP с Mr около кДа, однако наличие этой формы может быть обусловлено агрегацией молекул фермента посредством дисульфидных мостиков . Различия в степени гликозилирования могут обуславливать и колебания pI от, до, .
NEP проявляет максимальную активность при pH около, и является Zn+-зависимой металлоэндопептидазой. Она сильно ингибируется о-фенантролином, ЭДТА, дитиотреитолом, химостатином, фосфатом и NaCl, специфичными ингибиторами тиорфаном и фосфорамидоном и другими синтетическими ингибиторами . N-этилмалеимид, ПХМБ, ФМСФ, апротинин, пуромицин, бацитрацин, ингибиторы АПФ каптоприл, SQ, SQ не влияют на её активность . Активность фермента подавляется некоторыми биологически активными пептидами и их фрагментами: Leu-энкефалином (IC мкМ), Met-энкефалином (IC мкМ), ангиотензинами I и II (IC мкМ), брадикинином (IC мкМ), Tyr-Gly-Gly-Phe (IC мкМ) . Не исключено, что in vivo вышеперечисленные пептиды могут участвовать в регуляции активности фермента.
Нейтральная эндопептидаза расщепляет низкомолекулярные пептиды (с молекулярной массой, как правило, не более Да, единственное исключение интерлейкин ), состоящие не менее чем из аминокислотных остатков с N-конца гидрофобных аминокислот. Наиболее специфичным субстратом для фермента следует считать дансил-Gly-pNOPhe-Ala (Km мкМ), однако не исключено, что и он может расщепляться отличными от NEP эндопептидазами. Эндопептидаза . in vitro расщепляет различные биологически активные пептиды и их фрагменты с Km порядка - мкМ .
NEP широко распространена в тканях млекопитающих. Максимальное количество фермента содержиться в почках, примерно в раза меньшее - в семенниках, ещё в раза меньшее - в лимфатических узлах. Содержание фермента в различных отделах кишечника составляет -%, в поджелудочной железе, надпочечниках, аденогипофизе и спинном мозге - около % от такового в почках. В отделах головного мозга содержание фермента в - раз меньше, чем в спинном мозге. Максимальная активность NEP обнаружена в стриатонигральном пути, в - раз ниже (в порядке убывания) - в мозжечке, коре больших полушарий и таламусе .
В нервной системе NEP обнаружена в нейронах, Шванновских клетках периферических нервов, формирующих миелин, гонадотропных клетках гипофиза . Фермент локализован на пресинаптической и постсинаптической мембранах и мембранах терминалей аксонов . На мембранах дендритов и клеток глии он не обнаруживается . В стриатонигральном пути фермент связан с афферентными волокнами . Показана локализация молекул NEP вблизи - и/или -опиоидных рецепторов и рецепторов вещества P .
Полагают, что биологическая роль NEP в ЦНС заключается в генерализованной деградации нейропептидов после связывания последних с рецепторами и модуляции нейропептидов после их секреции из пресинаптической мембраны . Однако NEP не является ферментом, отвечающим за деградацию одного какого-то определённого нейропептида или группы нейропептидов, а вовлекается в деградацию большого числа нейропептидов .
Эндопептидаза . (КФ ...) - цинк-зависимый металлофермент, состоит из одной полипептидной цепи с молекулярной массой от кДа до кДа, проявляет максимальную активность при pH около,, активируется дитиотреитолом. Он ингибируется ЭДТА, ЭГТА,-фенантролином, N-этилмалеимидом, гидроксимеркурийбензоатом и специфическим ингибитором N-[-(R,S)-карбокси--фенилпролил]-Ala-Ala-Phe-п-аминобензоатом . ФМСФ не влияет на его активность .
Наиболее высокое содержание фермента обнаружено в мозге, семенниках и гипофизе, в остальных тканях содержание фермента очень низкое . В мозге наиболее высокая активность фермента найдена в клетках Пуркинье мозжечка, клетках зубчатой извилины гиппокампа и отдельных ядрах гипоталамуса . Эндопептидаза . обнаружена как в нейронах, так и в клетках глии . Около % фермента находится в растворимой форме и % связано с мембранами .
Эндопептидаза . превращает некоторые проэнкефалин и продинорфин-происходящие пептиды в энкефалины и деградирует различные биологически активные пептиды: брадикинин, нейротензин ангиотензины I и II, рилизинг фактор лютеинизирующего гормона расщепляет человеческий белок-предшественник амилоида .
Специфический ингибитор фермента N-[-(R,S)-карбокси--фенилпролил]-Ala-Ala-Phe-п-аминобензоат блокирует образование Leu-энкефалина из динорфина -, - и -неоэндорфинов и Met-энкефалина из Met-энкефалин-Arg-Gly-Leu, вызывает антиноцепцию и сильное снижение артериального давления .
В настоящее время не вызывает сомнений, что эндопептидаза . вовлекается в обмен биологически активных пептидов, в частности образование энкефалинов из коротких предшественников, в деградацию брадикинина и рилизинг-фактора лютеинизирующего гормона .
Эндопептидаза . (нейролизин, КФ ...) обнаружена в растворимой и в мембранной фракциях мозга и почек, показано, что фермент присутствует в астроцитах . Обе формы фермента обладают очень близкими свойствами, имеют молекулярную массу около кДа, pI,-,, состоит из одной полипептидной цепи и не является гликопротеином. Фермент проявляет максимальную активность при pH,, ингибируется дитиотреитолом, ЭДТА и N-(фенилэтилфосфонил)-Gly-L-Pro-L-аминогексановой кислотой; ингибиторы АПФ и эндопептидаз . и . не влияют на его активность . Фермент расщепляет нейротензин, брадикинин, вещество P, ангиотензины I и II, люлиберилин, динорфины - и - и -неоэндорфин . Динорфин - является мощным ингибитором (IC =, мкМ) эндопептидазы . и не расщепляется ею, поэтому Barelli et al. считают, что динорфин - участвует в регуляции концентрации нейропептидов in vivo посредством ингибирования активности эндопептидазы .. Считают, что in vivo фермент вовлекается в обмен биологически активных пептидов, но он не является пептид-специфичным, как можно подумать из его названия - «нейролизин» .
Пролилэндопептидаза (КФ ...) расщепляет пептидные связи с С-конца пролина . Фермент мозга имеет Mr кДа, проявляет максимальную активность при рН,, ингибируется диизопропилфторфосфатом и кбз-Pro-пролиналом, активируется дитиотреитолом . Наиболее высокая активность фермента в мозге обнаружена в коре больших полушарий, стриатуме и гиппокампе, перепады уровней активности фермента в мозге не превышают - раз . Он гидролизует пептиды, содержащие от до аминокислот, расщепляет тиролиберин, ангиотензин, брадикинин, нейротензин, вещество P . Вероятно, биологическая роль фермента заключается в гидролизе пролин-содержащих пептидов.
Динорфин-превращающий фермент - тиол-зависимая эндопептидаза, расщепляющая пропептиды по одиночным остаткам основных аминокислот . Имеет молекулярную массу примерно кДа, оптимум pH между, и,, ингибируется ПХМБ . Высокая активность фермента обнаружена в гипофизе, надпочечниках и мозге Региональное распределение фермента соответствует таковому динорфина . Фермент локализован в секреторных везикулах .
Он расщепляет динорфин B- с образованием динорфина B- и динорфина B-, превращает АКТГ - в АКТГ - и динорфин A в Leu-энкефалин, Leu-энкефалин-Arg и Leu-энкефалин-Arg-Arg . На основании cовпадения регионального распределения фермента с распределением динорфина B- предполагают, что физиологическая роль динорфин-превращающего фермента заключается в образовании динорфина B-, однако не исключено, что он может вовлекаться в образование и других нейропептидов.
Тиоловая прогормон-конвертаза
Прогормон тиоловая протеаза - тиоловая эндопептидаза секреторных везикул, расщепляющая пептидные субстраты по моно- и диосновным сайтам процессинга с обеих сторон (N- и C-) . Представляет собой одноцепочечный кДа гликопротеин с pI, и оптимумом pH,. Для проявления активности требует ДТТ, ингибируется иодацетамидом, п-гидроксимеркурийбензоатом, хлоридом ртути, цистатином C, (D-Tyr)-Glu-Phe-Lys-Arg-CHCl, кбз-Leu-Val-Gly-NH и кбз-Arg-Leu-Val-Gly-NH . Расщепляет предшественники энкефалина BAM-P, пептиды E и F по ди- и моноосновным остаткам, образуя в конечном итоге Met-энкефалин .
Полагают, что PTP является основным ферментом процессинга, вовлекаемым в превращение предшественников энкефалина, отличающимся от других эндопептидаз процессинга, включая субтилизиновые прогормон-конвертазы и проопиомеланокортин-превращающий фермент.
Мультикаталитический протеиназный комплекс ( S протеасома) впервые выделен в г. из гипофиза быка . В дальнейшем было обнаружено, что комплекс проявляет активность только по отношению к убиквитированным белкам и для своей активации требует АТФ . Комплекс имеет молекулярную массу кДа, состоит примерно из субъединиц двух типов с молекулярной массой - кДа. -субъединицы являются структурными, не обладают ферментативной активностью и играют важную роль в сборке комплекса . Комплекс содержит несколько подсемейств -субъединиц, обладающих пептидазной активностью . S протеасома проявляет химотрипсиноподобную, трипсиноподобную и постглутамил-гидролазную активность при нейтральных и слабощелочных значениях pH, активируется ДТТ, ингибируется N-этилмалеимидом и ДФФ .
В свободном виде протеолитическая активность S протеасомы незначительна . Начальным этапом распада белка при участии мультиферментного комплекса является его убиквитирование, протекающее при участии АТФ. Затем в результате АТФ-зависимого процесса S протеасома соединяется с S регуляторным комплексом. При этом образуется S протеасома, быстро гидролизующая убиквитированный белок при участии АТФ в основном до октапептидов .
В мозге S протеасомы локализованы преимущество в цитоплазме нейронов, но обнаруживаются и в ядрах .
Предполагают, что начальным этапом деградации большинства цитоплазматических белков является АТФ, убиквитин-зависимый протеолиз
Литература:
Азарян А.В. Пептидгидролазы нервной системы и их биологические функции // Ереван. - Айастан. - 1989. - 208 с.
Ашмарин И.П., Каменская М.А. Нейропептиды в синаптической передаче // ВИНИТИ. Сер. физиолог. чел. жив. - 1988. - 34. - 184 с.
Гомазков О.А., Григорьянц О.О. Регуляция биосинтеза энкефалинов: биохимические и физиологические аспекты // Усп. совр. биол. - 1989. - 108, № 1 (4). - С. 109-124.
Елисеева Ю.Е., Орехович В.Н. Выделение и изучение специфичности карбоксикатепсина // Докл. АН СССР. - 1963. - 153. - С. 954-956.
Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. - М.: Мир, 1979. - 190 с.
Палладин А.В., Белик Я.В., Полякова Н.М. Белки головного мозга и их обмен.- Киев: Наукова думка, 1972.- 316 с.
Adams E., Smith E.L. Proteolytic activity of pituitary extracts // J. Biol. Chem. - 1951. - 191, N 3. - P. 651-658.
Панченко Л.Ф., Фирстова Н.В., Митюшина Н.В., Генгин М.Т. Регуляторные пептиды и ферменты их обмена при стрессе // Нейрохимия. - 2000. - 17, № 2. - С. 83-92.
Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: в 2-х томах. - М.: Мир, 1993. - 795 с.
Нерохимия / Под ред. Ашмарина И.П. и Стукалова П.В. - М.: Инст. Биомед. химии РАМН, 1996.- 469 c.
Страницы: 1, 2, 3
