Металлопротеиназы

Сериновые протеазы широко распространены в природе и вместе с протеолитическими ферментами других классов (аспартильными, цистеиновыми и металлопротеиназами) обеспечивают расщепление белков (катаболизм) и целый ряд реакций ограниченного протеолиза, имеющих регуляторное значение для жизни клетки. [c.36]

Вводные пояснения. Запасные белки расщепляются при участии протеиназ. Активность последних возрастает по мере набухания и прорастания семян, а после уменьшения количества белков в эндосперме (и на определенном этапе в семядолях у двудольных) вновь сиилса-ется. Известно несколько сотен протеиназ, которые сгруппированы в классы сериновые, тиоловые, карбоксильные, металлопротеиназы, аминопептидазы. В калс-дом классе выделены соответствующие семейства протеиназ. Все протеиназы представляют собой гидролитические ферменты, т. е. расщепляют пептидные связи с участием воды. [c.180]

Основная функция всех гемоглобинов одинакова, поэтому их можно рассматривать как изобелки. Следовательно, удвоение генов и последующие независимые мутации копий — это один из механизмов образования изобелков, в том числе изоферментов. Дальнейшее накопление мутаций в родственных генах ведет к еще большей дивергенции (расхождению) свойств соответствующих белков. Например, семейство родственных белков составляет группа протеолитических ферментов, включающая трипсин, химотрипсин, эластазу, тромбин, плазмин их называют сериновыми протеазами, поскольку они содержат в активном центре остаток серина, непосредственно участвующий в катализе. Механизм действия этих ферментов сходен, однако они различаются по субстратной специфичности и роли, которую выполняют в организме, поэтому название изоферменты к ним уже вряд ли применимо. Существуют и другие семейства протеаз аспартатные, цистеиновые и металлопротеиназы (содержат в активном центре аспарагиновую кислоту, или цистеин, или ион цинка соответственно). Все семейства вместе образуют суперсемейство протеаз. Продолжающееся накопление мутаций в конечном счете приводит к тому, что гены, возникшие в результате удвоения их общего предшественника, утрачивают признаки родства, а кодируемые ими белки имеют совершенно различные первичную структуру и функцию. Этот путь и ведет к увеличению количества и разнообразия генов при филогенезе. Удвоение генов и их дивергенция путем независимых мутаций составляют механизм дихотомической эволюции генов и соответствующих белков. [c.163]

В катаболизме белков межклеточного матрикса главная роль принадлежит ме-таллопротеиназам (МПМ). МПМ составляют подсемейство металлоферментов — Са-зависимых, цинк-связывающих эндопептидаз, способных разрушать практически все структурные компоненты межклеточного матрикса. Известно более 20 металл опротеиназ, различающихся по субстратной специфичности и другим свойствам. Синтез и активность МПМ строго регулируются, причем в большинстве тканей базальная активность близка к нулю. При воздействиях и процессах, связанных с изменениями межклеточных взаимодействий и структуры межклеточного матрикса, синтез и активность МПМ повышаются главными регуляторами служат тканевые ингибиторы металлопротеиназ (ТИМП), а также цитокины, регулирующие экспрессию МПМ и их ингибиторов. Плазмин также способен разрушать многие белки ММ и играет важную роль в нормальном обновлении матрикса, а также его репарации при повреждениях. [c.447]

Как и все структуры организма, межклеточный матрикс хотя и медленно, но постоянно обновляется. В норме в матриксе могут возникать отдельные очаги повреждения (например, в результате гликирования или случайного протеолиза), объем которых соизмерим с размерами молекул матрикса. Картину репарации локального повреждения базальной мембраны можно представить так. Поскольку базальная мембрана реагирует на воздействия кооперативно, повреждение даже единичных молекул может вызвать нарушение трехмерного ансамбля базальной мембраны в некотором пространстве вокруг повреждения. В зоне нарушения активируются металлопротеиназы, которые находятся в матриксе в латентном состоянии. Происходит деградация поврежденных и неправильно ориентированных молекул вследствие этого нарушаются связи между базальной мембраной и интегринами. Интегрины замечают нарушение и передают сигнал в клетку, которая отвечает усилением синтеза и секреции компонентов матрикса. Возможна также стимуляция синтеза в результате освобождения связанных с матриксом молекул ТФР-(3. Базальная мембрана с нативной трехмерной структурой, граничаш ая с местом повреждения, служит матрицей для сборки новой мембраны, замеш аю-ш ей поврежденную. Поскольку формирование трехмерной структуры базальной мембраны происходит путем самосборки и в объединении компонентов мембраны участвует множество слабых связей, то неизбежны ошибочные соединения, образование неправильных структур (механизм проб и ошибок, как и при образовании пространственной структуры белковой молекулы). Неправильные (ошибочные) структуры также разрушаются протеиназами, и попытка самосборки повторяется. Протеиназы удаляют также и избыточные молекулы, не нашедшие себе места во вновь образуюш ейся базальной мембране. [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология