функцию — образование сложных регуляторных цепей и каскадов. Каждый из НП обладает способностью индуцировать выход в кровь, в цереброспинальную жидкость, в межклеточные среды организма определенных НП (табл.9.6). Частным случаем этой системы взаимной индукции является описанное действие либеринов и статинов гипоталамуса на выход гормонов гипофиза. Каждый НП, выход которого индуцирован другим пептидом, в свою очередь может индуцировать выход ряда следующих НП, так что возникает цепной, каскадный регуляторный процесс. Сейчас трудно судить о том, сколь длинной может быть такая цепь. Известно, однако, что многие НП, период полураспада которых измеряется минутами, способны вызывать многочасовые и даже многосуточньге эффекты после введения в организм. Вероятно, основой этого и являются такие цепные процессы.

Биологический смысл существования длительных регуляторных процессов, складывающихся из кратковременных звеньев, очевиден. В отличие от систем, основанных на долгоживущих регуляторах, такая система является более гибкой в меняющейся ситуации, при поступлении новых сигналов и т.п.

312

Таблица 9.6

Действие вводимых извне регуляторных пептидов на выход других регуляторных пептидов

Источники регуляторных пептидов -индукторов Индуцируемые пептиды Пептиды-индукторы Соматостатин Люлиберин г x о. о> \о 1 Пролактин Адренокортикотропин р -Эндорифин Соматотропин Вазопрессин i о О я п; Фоллитропии Тиротропин Инсулин Холецистокинин Вещество Р Вазоактивный интестинальдный полипептид Глюкагон Гастрит =г о о gig Натрийуретический 1 ! гормон J

Гипоталамус Соматостатин П п П П (П) ц ПА ц А (А) (А) П п П П П

Люлиберин (А) А П А А

Тиролиберин (А) А А (А) ftCA А А (А) А А п' (А) А

Кортиколиберин А А А А А П А А

Гипофиз Пролактин П П П п п П

а-Меланоцитстимули-рующий гормон П П А П А А

Адренокортикотропин П П А П 0 А2

(3-Эндорфин (П) П 0 А А А А П п П П А П А А

Соматостатин А п А

Вазопрессин П а А А А А (А)

Окситоцин (П) А П А

Условные обозначения — те же, что и в табл.9.4.

Примечания: I — на фоне повышенного содержания глюкозы; 2 — С-концевой фрагмент; 3 — направленность эффекта зависит от дозы

Продолжение таблицы 9.6

Регуляторные пептиды из

Других источников

Пептид дельта-сна П СЭ А п 1

Нейропептид Y (А) А (П) (А) П 0 п с и ПА А

Инсулин 0 А П

Энкефалин П О А (А) А П П п п п П А

Бомбезин А А П А О П А А п А А А А

Ангиотенэин 11 цс ПА А (А) П А А (А)

Нейротензин А ц П ц П цс ПА А ц з АП А сц АП А с ц АП сц ПО А

Холецистокинин п п А А А А А А п А п (А) А А

Вещество Р А с ц АО А с ц О(А) А А сиз А 0 и 0 А

Вазоактивный интестинальный полипептид П А А А А А А А А А А А А

Галанин п (А) А 0 П 1 П П

Натрийуретический гормон П П п П

КО-кальцигенин А П А П А

В сложной системе индуцирующего действия НП на выход других НП необходимо отметить ряд элементов иерархии, "взаимоподчинения" одних регуляторов другим. Так, рассматривая табл.9.6, можно заметить, что, например, ВИП и ХЦК-8, локализованные в значительных количествах в коре головного мозга, способны индуцировать или тормозить выход ряда либери-нов и статинов гипоталамуса, который, в свою очередь, регулирует выход гормонов гипофиза. Многие из последних тоже служат индукторами выхода периферических гормонов (щитовидной железы, надпочечников и др.). Такая иерархия, контроль и управление "сверху-вниз" сочетается со сложной системой прямых действий всех НП (РП) на многие функции организма. Сколь бы сложной ни представлялась эта картина действия и взаимодействия пептидов, следует постоянно помнить о существовании диалектического сочетания их прямых и опосредствованных каскадных эффектов.

9.2. БИОСИНТЕЗ И ПРОЦЕССИНГ НЕЙРОПЕПТИДОВ

Общий принцип синтеза всех достаточно изученных НП состоит в образовании относительно больших пептидов-предшественников, из которых после завершения трансляции выщеп-ляются протеазами соответствующие НП. Как правило, в состав пептида-предшественника входит одна или большее число последовательностей НП (иногда весьма различных по структуре) и так называемая сигнальная последовательность, способствующая миграции предшественника внутри клетки после завершения трансляции в шероховатой эндоплазматической сети (первые несколько минут) и отщепляемая в конце этой части пути. Многие пептиды-предшественники образуют промежуточное соединение с гликозидами, которые тоже оказывают стабилизирующее действие на некоторых стадиях процессинга и влияют на выбор мест атаки протеиназами.

Протеиназы, обеспечивающие выщепление НП в течение нескольких десятков минут — часа после трансляции (в комплексе Гольджи, при перемещении по аксону и при формировании везикул), не являются высокоспецифичными. В значительной мере точное выщепление обусловлено наличием в последовательности аминокислот пептидов-предшественников парных остатков -RR-, -KR-, -RK- и -КК-. Они в первую очередь атакуются протеиназами, близкими по характеру действия к катепсину В и трипсину. Выщепляемые в этой фазе процессинга фрагменты во многих случаях уже представляют собой

315

активные НП. Нередко эти фрагменты подвергаются дальнейшему протеолизу опять-таки с образованием новых НП.

На этой фазе описано участие не только трипсиноподобных протеиназ, но и ряда других протеиназ, специфичность которых тоже не является очень высокой. Однако в различных нейронах и, возможно, даже в разных терминалях одного нейрона их набор может быть неодинаковым, что обеспечивает в конечном счете ту или иную специализацию на продукции строго определенных НП (единичных или их комплексов).

Все этапы процессинга хорошо иллюстрируются схемой превращений проопиомеланокортина (рис.9.1), из которого могут формироваться р-липотропин, АКТГ, д9, АКТГ^, АКТГ18_39 (так называемый СЫР), а-, р- и у-МСГ, р-, у- и а-эндорфины, мет-энкефалин, дезтирозильные производные эндорфинов, С-концевой дипептид р-эндорфина и, возможно, еще некоторые другие НП. Еще раз подчеркнем, что имеется в виду не одновременное образование всех этих НП в одном нейроне или тер-минали, а более или менее избирательное формирование их в зависимости от набора протеаз в данной клетке.

На рис.9.1 представлены многочисленные примеры процессинга НП. Обращает на себя внимание, что синтез ряда опиоидных пептидов, содержащих в качестве минимальной активной последовательности мет-энкефалин, обеспечивается по крайней мере двумя пептидами-предшественниками — проопио-меланокортином (локализованным главным образом, но не исключительно в гипофизе) и препроэнкефалином А (локализованным преимущественно, но опять-таки не исключительно в надпочечниках). Сходным образом лей-энкефалинсодержащие опиоидные НП выщепляются из мозгового пептида-предшественника продинорфина (препроэнкефалина В) и из уже упоминавшегося препроэнкефалина А, совмещающего в себе последовательности НП с лей-энкефалиновыми и мет-энкефалино-выми активными центрами. Однако общность минимальных последовательностей опиоидных НП, заключенных в разных пептидах-предшественниках, не означает идентичности содержащих их НП большого размера: продинорфин образует лей-морфин и перекрывающийся с ним каскад динорфинов разного размера [1-8, 1-17 (А), динорфин В (риморфин) и 4кД-ди-норфин], а также а- и р-неоэндорфины. Из препроэнкефалина А формируются самостоятельные НП, содержащие и лей-эн-кефалин, и мет-энкефалин (например так называемый пептид Е).

316

Проопиомеланокортин

f-энд

26f аминокислот

ШшшШШШж

¦СООН

[-МСГ 4-МСГ CLIP Прспроэнкефалин А

р-мсг J ktem-знкефалин

263 аминокислоты

-COOH

Пептид F

Мет-энк-RF

Препртннефшн 8 (продинорфин)

YMtrPFL-

форфин

Лсй-энкефалин Динордшн 4 кД

2$б аминокислот

зШордшяы Динорфин(П)

-соон

Лсймордшн

Ш-знкефаман

Рис.9.1. Пептиды-предшественники опиоидных НП. Звездочками отмечены положения пар диаминокислот

Сходные закономерности структуры можно отметить и для некоторых других пептидов-предшественников, хотя они, как правило, исследованы в гораздо меньшей степени, чем предшественники опиоидов, АКТГ и МСГ. Можно полагать, что дальнейший анализ биологической активности их фрагментов позволит выявить источники новых НП. На рис.9.2 обращают на себя внимание большие области пептидов-предшественников, где пока не идентифицированы НП. Хотя часть из них выполняет (судя по р-эндорфину, АКТГ) функции дополнительных "адресных" последовательностей, уточняющих взаимодействие НП преимущественно с определенной тканью или органом, есть основания предполагать и в них наличие последовательностей еще не идентифицированных НП.

В ряде случаев образование НП и процессы их распада переплетаются друг с другом. Например, один из путей распада р~ эндорфина — НП, имеющего самостоятельное функциональ-

317

ное значение, ведет, как