Биологический каталог




Пептидная саморегуляция живых систем (факты и гипотезы)

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

ании с вектором соб-

81

ственного дипольного момента, расположением электрических зарядов и молекулярной подвижностью.

В-третьих, как сами РП, выделенные из различных тканей, так и повторяющиеся блоки в их составе сочетают в своих структурах гидрофильные и гидрофобные аминокислотные остатки, т. е. характеризуются амфифильностью, хотя усредненная гидрофобность НП выше, чем гидрофоб-ность ИП.

Мы провели разделение пептидных регуляторов на группы в соответствии с существованием в организме нескольких многофункциональных систем управления (нервной, иммунной, пищеварительной), каждая из которых состоит из многих органов со специализированными функциями. Поэтому пептиды в каждой группе сильно варьируют по диапазону регуляторных функций. Например, для НП характерна «триада» основных действий (Ашмарин, Каразеева, 1999): 1) сокращение или расслабление гладкой мускулатуры; 2) вазомоторная активность; 3) рилизинг-функции.

Для пептидов, регулирующих систему пищеварения, характерны 1) периодическая стимуляция энзиматических процессов в различных отделах ЖКТ; 2) поэтапная регуляция перистальтики системы; 3) последовательное и координированное ингибирование гидролитических ферментов в разных отделах ЖКТ (Климов, 1983; Гальперин, Лазарев, 1986).

Органопрепараты медико-биологического назначения в известной мере дублируют эти тканеспецифические функции. В частности, препараты класса цитомединов (Морозов, Хавинсон, 1983) и цитаминов (Морозов и др., 2000а), выделенные из определенных органов и тканей, обладают специфичностью регуляции, соответствующей функциям этих органов и тканей, хотя спектр регулируемых ими функций обычно уже, чем у эндогенной системы РП. Каждый из этих препаратов восстанавливает нарушенную саморегуляцию определенного органа: мозга, коронарных сосудов, поджелудочной железы, печени, простаты или тимуса. При этом структуры отдельных пептидов, выделенных из этих препаратов с помощью ионообменной хроматографии, обнаруживают композиционную принадлежность к той или иной группе РП. В частности, в состав препарата Тималин входят РП, которые относятся к группе иммунопептидов, так как они содержат блоки КЕ и КАК (Морозов и др., 1977).

По-видимому, аналогичный частотный анализ повторяющихся олигопептидных блоков может быть применен к

82

другим семействам высокомолекулярных полипептидных регуляторов, таких как факторы роста, трансформации, ней-ротрофические факторы и мембранные рецепторы, для которых характерна не столько тканевая, сколько функциональная специфичность. Выделение характерных олигопептидных блоков таких групп необходимо не только для направленного встречного синтеза пептидных лечебных препаратов, имитирующих функции природных макромолекул. Общие блоки в структуре регуляторных полипептидов — свидетельство их принадлежности к определенным семействам — могут служить базой для построения физико-химических моделей межмолекулярных взаимодействий полипептидов с живой клеткой; такие взаимодействия являются, по-сущест-ву, информационными.

1.4.2. Информационная нагрузка аминокислотных последовательностей РП

При рассмотрении механизмов саморегуляции организма особый интерес представляют сигнальные функции его компонентов. Как писал И. И. Шмальгаузен, «связи между организмом и средой не ограничиваются явлениями обмена веществ и энергий. Большое значение имеет восприятие сигналов, которые не имеют непосредственного значения в обмене веществ, но определяют поведение организма» (Шмальгаузен, 1968. С. 268).

Первичный уровень связи живой системы с внешней средой основан на изменениях тех параметров внешней среды, которые можно назвать энергетическими: температуры, давления, кислотности среды, потока трофических веществ. Восприятие этих изменений обусловлено чувствительностью соответствующих клеточных рецепторов: изменением их коиформации, гидратации, степени диссоциации ионогенных групп, а также смещением равновесий метаболических реакций в клетке. Это первичный, или энергетический, уровень взаимодействия живой системы с внешней средой.

Вторичный уровень связи организма со средой ориентирован на изменения порядка во внешней среде: это восприятие энергетически постоянных параметров внешней среды при изменении их ориентации (направления), длительности или последовательности. Мы замечаем не только высоту и интенсивность звуков (энергетический уровень),

83

но и изменение их ритма (вырожденность) или изменение чередования одних и тех же звуков. Такое восприятие (его называют информационным) не является энергетическим — это восприятие изменения энтропии во внешней среде на фоне постоянного энергетического взаимодействия со средой. По мере усложнения живой системы и ее связей с внешним окружением метаболические потоки дополняются информационными.

Особенность жизни как термодинамического феномена заключается в том, что открытая живая система воспринимает изменение порядка в окружающей среде (т. е. поток информации) и соответственно меняет свои внутренние параметры (программу поведения) для самосохранения. Иначе говоря, живой системе присущи не только метаболизм и самовоспроизведение, но и восприятие потока информации, необходимой для саморегуляции.

Формы упорядоченности окружающей среды разнообразны. В силу определенных причин и законов неживой природы из бесконечного числа одновременно сосуществующих частиц, колебаний и волн формируется узкая полоса частот с повышенной интенсивностью. Например, на фоне рваных серо-синих туч и голубого неба возникает семицветная радуга (иногда две) со строгой последовательностью интервалов длин волн электромагнитных колебаний. Для визуального восприятия радуги требуется только одно — чтобы у реципиента было цветовое зрение. Аналогичный принцип лежит в основе формирования музыкальных звуков в природе. Эолова арфа, например, выделяет в сплошном шуме ветра одну резонансную частоту звуковых колебаний, усиливает их, и человек слышит определенную музыкальную ноту. Это примеры восприятия упорядоченности на фоне «шума» распространяющихся звуковых или электромагнитных волн. Энергетическая составляющая этих колебаний важна только для преодоления порога чувствительности воспринимающего органа.

На уровне энергетических взаимодействий регуляторные функции, строго говоря, свойственны всем веществам, участвующим в метаболизме клетки. Концентрации ионов водорода и аммония, ионов металлов, а также аминокислот и их производных обеспечивают потенцирование или ингибирование биохимических реакций как участники или продукты этих реакций. (Кричевская и др., 1983). Можно сказать, что биохимическая регуляция лежит в диапазоне концентраций компонентов Ю-2—10~7 М.

84

На молекулярном уровне соотношение энергетической и информационной составляющих взаимодействия зависит от уровня организации системы. По-видимому, среди компонентов живых систем самый высокий уровень молекулярной организации достигнут у полипептидов, что позволяет им выступать в роли индукторов и реципиентов молекулярной информации. Отдельные фрагменты полипептидов (регуляторные

страница 23
< 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
(15.08.2020)