Протеазалар (протеиназалар, пептидазалар жана протеолиттик ферменттер) адамдын жашоосунда абдан маанилүү роль ойнойт. Бүгүнкү күнгө чейин бул ферменттердин 500дөн ашыгы адамдын денесинде аныкталган, алар бардык гендердин 2% менен коддолгон. Протеолиттик активдүүлүк бардык тиричилик формаларында жана вирустарда байкалат.
Негизги классификация
Катализдик калдыктын негизинде протеазаларды 7 кеңири топко бөлүүгө болот:
- Серин - серин спиртин колдонуу.
- Цистеин - цистеин тиолдун колдонулушу.
- Треонин - экинчилик спирт треонининин жүгүртүүсү.
- Аспартик - аспартат карбон кислотасын колдонуу.
- Глютамик - карбон кислотасы глутаматты колдонуу.
- Металлопротеаза - металл жүгүртүү, көбүнчө цинк.
- Аспарагин пептиддик лиазалар - Аспарагин чыгарып салуу реакциясын аткаруу үчүн колдонулат (сууну талап кылбайт).
Протеазалар алгач протеолиттик активдүүлүгүнө жараша 84 үй-бүлөгө топтолгон жана4 каталитикалык түргө бөлүнөт:
- серине;
- цистеин;
- aspartic;
- металл.
Мааниси
Жалпы протеолиттик активдүүлүк денедеги көптөгөн процесстерде маанилүү роль ойнойт. Бул уруктануу, тамак сиңирүү, өсүү, жетилүү, картаюу жана ал тургай өлүм. Протеаздар синтездин активдешүүсүн жана белок азыктарынын начарлашын көзөмөлдөө аркылуу көптөгөн физиологиялык процесстерди жөнгө салат. Алар вирустардын, бактериялардын жана мителердин көбөйүүсүндө жана таралышында маанилүү ролду ойношот жана ошондуктан патогендик заттар менен шартталган оорулардын натыйжалуу жугушу үчүн жооптуу. Бул ферменттер шишик клеткаларынын бөлүнүшүнө, өпкөнүн клеткалар аралык мейкиндигин жана кан тамырларын толтуруусуна жана дененин башка кыртыштарына жайылышына мүмкүндүк берет.
Биологиялык функциялар
Протеолиттик активдүүлүк төмөнкү функцияларды аткарат:
- Котормодон кийинки иштетүү. Метионинди алып салуу жана/же активдүү эмес же иштебеген протеинди активдүү бирдикке айландыруу кирет.
- Прекурсордук белоктордун бөлүнүшү. Бул протеаздын туура жерде жана контекстте гана иштетилишин камсыз кылуу үчүн зарыл. Туура эмес протеолиттик активдүүлүк организмге абдан зыян келтириши мүмкүн.
- Белоктун бузулушу. Клетка ичинде же сыртында пайда болушу мүмкүн. Бир катар функцияларды аткарат: бузулган жана анормалдуу белокторду жок кылат; алардын топтолушуна жол бербейт; алып салуу менен клеткалык процесстерди жөнгө салуу үчүн кызмат кылатферменттер.
- Тамак сиңирүү. Тамактан алынган протеиндер пепсин, трипсин, химотрипсин жана эластаза аркылуу пептиддик чынжырларга ажырайт. Тамак сиңирүү ферменттеринин туура эмес же мөөнөтүнөн мурда активдешүүсүн алдын алуу үчүн (панкреатитке алып келиши мүмкүн) алар активдүү эмес зимоген катары иштешет.
Ферменттер
Протеолиттик ферменттер бактерияларда, вирустарда, балырлардын кээ бир түрлөрүндө жана өсүмдүктөрдө болот. Бирок алардын көбү жаныбарларда. Ферменттердин протеолиттик активдүүлүгүнүн ар кандай түрлөрү бар. Алар белоктордун ыдырашы катализделген жерлерге жараша бөлүнөт. Эки негизги топ экзопептиддер жана эндопептидазалар. Организмде протеиндик материалдар алгач пепсиндин чабуулуна кабылат. Белок ичке ичегиге өткөндө, ал жарым-жартылай ашказан тарабынан сиңилет. Бул жерде уйку бези бөлүп чыгарган протеолиттик ферменттердин таасирине кабылат. Андан кийин ичегиде панкреатикалык ферменттер активдешип, белокторду анын дубалдары оңой сиңирген аминокислоталарга айландырышат. Ошентип, уйку бези өзүн-өзү сиңирүүдөн корголот.
Бактериялар
Микробдук протеазалар ферменттердин өнөр жай-соода өндүрүшүндөгү маанилүү топтордун бири болуп саналат. Жугуштуу оорулардын патогенезинде алардын ролун тактоо үчүн бактериялардын протеолиттик активдүүлүгүн аныктоо үчүн изилдөөлөр жүргүзүлдү. Ар кандай йогурттардан жана кычкыл сүттөрдөн сүт кислотасынын бактерияларын изилдөөгө басым жасалды. Алар жаратылышта кеңири таралган. Булар лактобактериялар, лактококктар, бифидобактериялар, стрептококктар, энтерококктар жана споролактобактериялар. Алар түрлөргө, түрчөлөргө, варианттарга жана штаммдарга бөлүнөт.
Протеолиттик активдүүлүк сүт кислотасы бактерияларынын өтө маанилүү мүнөздөмөсү болуп саналат. Бактериялык протеазалар белоктордогу жана полипептиддердеги гидролиздик пептиддик байланыштарды катализдөөчү ферменттер. Алар өнөр жай биотехнологиясында жана фармацевтикада маанилүү роль ойнойт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, 13 штамм протеолиттик активдүүлүккө ээ. Алардын бешөөсү, тактап айтканда L1, L2, L6, L7, L9 эң жогорку активдүүлүктү көрсөттү.
Пептиндер
Пепсиндин протеолиттик активдүүлүгү денеге магнит талаасынын таасири астында өлчөнөт. Пепсиндин молекулалык түзүлүшү D-мейкиндик симметриясы менен мүнөздөлөт. Активдүү эмес профермент пепсиноген ашказан былжыр челинин клеткаларында синтезделет. Ошондой эле ар кандай биологиялык суюктуктарда (кан, заара, урук жана жүлүн суюктугунда) болот. Пепсиноген автокаталитикалык активдешүү менен мүнөздөлөт. Анын секрециясын вагус нерв, симпатикалык жипчелер, гастрин, гистамин, секретин жана холецистокинин стимулдайт. Гастрин париеталдык клетка стимулятору катары иштейт. Бул полипептид 34 жана 17 аминокислотадан турган 2 формада болот. Стандарттык гемоглобинге карата пепсиндин протеолиттик активдүүлүгүн өлчөө ферменттин сиңирүү активдүүлүгүндө ушундай эле өзгөрүүлөрдү аныктады.
Протеолиз жана оору
Аномалдуу протеолиттикиш көп оорулар менен байланыштуу. Панкреатитте протеазалардын агып чыгышы жана алардын уйку безинде эрте активдешүүсү уйку безинин өзүнөн өзү тутануусуна алып келет. Кант диабети менен ооруган адамдар лизосома активдүүлүгүн жогорулатып, кээ бир белоктордун деградациясы олуттуу түрдө жогорулашы мүмкүн. Өнөкөт сезгенүү оорулары (ревматоиддик артрит) лизосомалык ферменттердин клеткадан тышкаркы мейкиндикке чыгышына алып келиши мүмкүн. Бул курчап турган кыртыштарды жок кылат. Протеазалар менен антипротеазалардын ортосундагы дисбаланс тамеки чегүүдөн келип чыккан эмфиземада өпкө тканынын бузулушуна алып келиши мүмкүн.
Башка ооруларга булчуңдардын дистрофиясы, теринин дегенерациясы, дем алуу жана ичеги-карын оорулары, залалдуу шишиктер кирет.
Ферменттүү эмес протеолиз
Протеин омурткасы нейтралдуу рН жана бөлмө температурасында сууда абдан туруктуу, бирок ар кандай пептиддик байланыштардын гидролизинин ылдамдыгы ар кандай болушу мүмкүн. Пептиддик байланыш ажыроосунун жарым ажыроо мезгили 7 жылдан 350 жылга чейин.
Күчтүү минералдык кислоталар протеиндердеги пептиддик байланыштарды оңой гидролиздей алат. Белокту гидролиздөөнүн стандарттуу жолу - аны 105°Cге чейин ысытуу же туз кислотасына 24 саатка чылап коюу.
Аныктоо ыкмасы
Протеолиттик активдүүлүктү аныктоонун бир нече ыкмалары бар. Мисалы, казеиндин, гемоглобиндин же азокэиндин гидролизи. Биринчи ыкма кымбат эмес, бирок казеинди эритүү кыйын. Гемоглобинди гидролиздөө ыкмасы кымбатыраак. Аны колдонууда субстрат денатурацияланышы керек. Үчүнчү ыкма мындан качат, бирок бул да арзан эмес. Эң тез, кымбат эмес ыкма - сүт субстратын колдонуу. Ал азыраак жабдууларды камтыйт жана окуу курстарында колдонулушу мүмкүн. Болгону майсыздандырылган сүт жана суу мончосу керек.
Эксперименталдык процедура
Эки миллилитр буфердик эритме (натрий ацетаты pH 5.0 камтыган CaCI2) 3 миллилитр майсыздандырылган сүткө кошулат. Бул аралашма 30 °C суу мончосунда 10 мүнөт кармалат. Сүттүн уюшу процессин көрүү үчүн жарык булагы колдонулат. Ал төөнөгүчтүн башындагыдай сүттү уютуу үчүн канча секунд талап кылса, ошончо секунд өткөрүп жиберет. Тактык үчүн адекваттуу убакыт бирден эки мүнөткө чейин. Фермент блогу тандалган эксперименттик шарттарда бир мүнөттүн ичинде биринчи коагуляцияланган фрагментти түзүү үчүн талап кылынган сумма катары аныкталат.
Протеазалар антивирустук каражаттар катары
Учурда вирустук инфекцияларды дарылоодо колдонуу үчүн протеолиттик активдүүлүгү бар бир катар бекитилген дарылар бар. Көпчүлүгү негизинен герпесвирусту, адамдын иммундук жетишсиздигинин вирусун, респиратордук синцитиалдык инфекцияларды жана грипп А вирустук инфекцияларын дарылоо үчүн колдонулат. Бул нуклеозиддердин аналогдору, алар вирустун ДНКсынын синтезин бөгөттөп иштешет.
Акыркы он жылдыкта жүргүзүлгөн изилдөөлөр протеазалар көптөгөн вирустардын жашоо циклинде абсолюттук талап экенин көрсөттү. Таасири да болотфункционалдык продуктыларды алуу үчүн жогорку молекулярдык прекурсордук протеиндерди ажыратуу жолу менен же вирустук бөлүкчөлөрдүн чогулушу жана морфогенези үчүн зарыл болгон структуралык белокторду катализдөө жолу менен.
Учурда төрт протеаза ингибиторлору бекитилген:
- "Saquinavir" (Invirase, Ro 31-8959).
- Indinavir (Crixivan, MK-639).
- "Ритонавир" (Norvir, AVT-538).
- "Нелфинавир" (Viracept, AG1343).
Башка дарылар
Picornavirus протеазалары медициналык жактан маанилүү адам козгогучтарынын эң чоң үй-бүлөлөрүнүн бирин түзөт. Энтеровирустар ар кандай клиникалык синдромдор, анын ичинде жогорку дем алуу жолдорунун оорулары, асептикалык менингит, энцефалит, миокардит, кол, бут жана ооз оорулары менен коштолот. Бул учурда, протеаздар жардам берет. Протеолиттик активдүүлүгү бар экспекторанттар:
- "Трипсин".
- "Рибонуклеаза".
- "Химозин"
Дагы бир потенциалдуу антиновируска каршы дары - Плеконарил.
