Биологический каталог




Пептидная саморегуляция живых систем (факты и гипотезы)

Автор Л.К.Шатаева, В.Х.Хавинсон, И.Ю.Ряднова

и. Протеиноиды, полученные из эквимолярной смеси аминокислот, отличались от исходной смеси преобладанием глутаминовои кислоты, лизина и аланина (Fox, 1965). В том случае, если в исходную смесь включали избыток глутаминовои кислоты или лизина, аминокислотный состав продуктов различался и по содержанию гидрофобных аминокислот (табл. 5). Эти результаты свидетельствуют о различной реакционной способности аминокислот в реакциях статистической сополиконденса-ции. Позднее было показано, что в присутствии конденсирующих агентов свободные аминокислоты и адениловая кислота легко образуют аминоациладенилаты, а смесь ами-ноациладенилатов, в свою очередь, при рН 9.0 спонтанно образует протеиноиды с высокими молекулярными массами (Ленинджер, 1974).

61

Этот подход был положен в основу эмпирического синтеза статистических полипептидов, обладающих биологической активностью. Таким путем из смеси L-Ala, L-Glu, L-Lys и L-Tyr в соотношении 6.0: 1.9:4.7: 1.0 были получены полипептиды с неустановленной аминокислотной последовательностью (препарат СОР-1), которые обладают высокой эффективностью при лечении многих патологий мозга (Teitelbaum et al., 1971; Bornstein et al., 1987). Однако этот путь не позволяет установить взаимосвязь структуры РП с его специфическим действием.

При биологическом синтезе пептидов их аминокислотная последовательность детерминирована генетически. Эволюционный подход к функциям РП позволяет разделить их на три основные группы в соответствии с онтогенетическим происхождением из разных зародышевых слоев и с последующим разделением жизненно важных функций организма между различными органами и тканями. На ранних стадиях развития зародышей различают три слоя дифференцированных клеток: эндодерма — внутренний слой, мезодерма — промежуточный слой и эктодерма — наружный слой зародыша. Эта первая стадия дифференциации определяет дальнейшее развитие отдельных органов и тканей. Из эктодермы развиваются органы, с которыми связаны контактные, чувствительные и покровные функции: это эпителий, головной и спинной мозг, сенсорные органы (зрения, слуха, обоняния). Эндодерма является основой для развития пищеварительного тракта, органов дыхания, внутренних органов (сердце, эндокринные железы и половые органы). Промежуточный слой — мезодерма обеспечивает формирование органов с опорными и трофическими функциями: скелета, мышц, кровеносной системы, соединительной ткани. Структуры и тканеспецифичность известных регуляторных пептидов в определенной степени коррелируют с их родственным происхождением, а в ряде случаев структуры проявляют перекрестную тканеспецифичность. Схема объединения регуляторных пептидов в группы, соответствующие их происхождению, может быть использована для сопоставления их аминокислотных последовательностей со специфической активностью в организме.

Проведенный несколько ранее статистический анализ аминокислотных последовательностей эндогенных регуляторных олигопептидов, содержавшихся в банке данных EROP— Moscow в 1989 г., обнаружил в них повышенное содержание аминокислот с положительно заряженными и цикли-

62

ческими боковыми группами (Замятнин, 1990). В значительной мере это наблюдение связано с тем, что анализ касался в основном нейропептидов и нейрогормонов. За последнее десятилетие объем информации об аминокислотных последовательностях пептидов, относящихся к регуляторам функций иммунной системы и желудочно-кишечного тракта, существенно расширился. В этом разделе рассматриваются только пептиды умеренной длины как наиболее устойчивые (консервативные) структуры, сохранившие свои регуляторные функции в ходе филогенетического и онтогенетического развития. Их распределение по группам достаточно условно — они разделены в соответствии с преимущественной локализацией, функциями и онтогенезом. Необходимо также отметить, что эти пептиды, как правило, являются видонеспе-цифичными, т. е. встречаются и функционируют в большинстве высших организмов. В частности, убиквитин имеет одинаковое строение и выполняет свои разнообразные регуляторные функции у дрожжей, растений и у человека.

В настоящем разделе не рассматриваются регуляторные металлопептиды (например, кальмодулин, содержащий в структуре 4 атома кальция), которые не имеют определенной тканеспецифичности и являются по существу коферментами многих ферментных систем (Oxford Dictionary..., 1997), а также гетерогенная группа интерлейкинов — видо-специфичных белков с молекулярными массами 12—21 кДа, которые действуют как сигнальные молекулы между различными популяциями лейкоцитов.

1.3.1. Нейропептиды

Нервная система позвоночных сочетает несколько функций: контроль за состоянием физиологических параметров внутри организма и за состоянием параметров внешней среды, передача полученной информации в центральную нервную систему, интегрирование информации и ее сравнение с данными, которые сохраняются в памяти, передача командных сигналов исполнительным органам всех систем организма и контроль за исполнением этих команд. Иными словами, нервная система имеет прямые регуляторные функции, которые определяются потоками информации о состоянии внешней и внутренней среды.

Нервная система человека состоит из нервных клеток — нейронов, соединенных между собой системой синапсов. В

63

головном мозге человека содержится приблизительно 10" нейронов, и каждый из них в норме соединен посредством синапсов с сотнями и тысячами других. Помимо нейронов в мозге человека содержится соединительная ткань — клетки глии различных типов; причем их количество в 5—10 раз превышает количество нейронов: нейроглия составляет примерно 40 % объема головного и спинного мозга человека. Интегрирующая и командная информационные сети головного мозга снабжены несколькими эндокринными железами, которые синтезируют пептидные гормоны.

Классическая номенклатура эндокринных желез включает в себя гипофиз, эпифиз, гипоталамус, щитовидную и па-ращитовидную железы, поджелудочную железу, надпочечники и гонады (Панков, 1996). Исторически сложилось так, что регуляторы, выделенные из этих желез, были названы гормонами, среди них есть и высокомолекулярные белки, и небелковые соединения. Позднее обширную группу пептидов, выделенных из нейроэндокринных желез, стали называть нейропептидами (НП). В настоящее время это наиболее изученные регуляторные пептиды.

Предложенная И. П. Ашмариным (Ашмарин, Каменская, 1988) классификация пептидов включает в себя пептиды только нейронного происхождения. Придерживаясь этого правила и учитывая особенности тех тканей, из которых пептид выделен, в табл. I Приложения представлены наиболее простые регуляторные НП (Regulatory peptides, 1989; Ашмарин, Каразеева, 1999).

Многие НП и пептидные гормоны образуются из высокомолекулярных предшественников (например, протахоки-нина, проопиомеланокортина, хромогранинов и др.), синтез которых закодирован в соответствующих генах. В частности, хромогранин А, предшественник нескольких статинов, встречается во всех нейроэндокринных тканях и секретируется из панкреатических и тироидных С-клеток од

страница 17
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Скачать книгу "Пептидная саморегуляция живых систем (факты и гипотезы)" (1.73Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(18.09.2019)