Зимоген, расщепление

Химотрипсин — наиболее хорошо изученный протеолитический фермент. Он катализирует гидролитическое расщепление пептидной (или сложноэфирной) связи, в образовании которой принимают участие фенилаланин, тирозин или триптофан. Образование химотрипсина происходит в поджелудочной Железе первоначально образуется неактивный химотрипсиноген (зимоген) — резервная форма фермента. Основной компонент, химотрипсиноген А, представляет собой полипептидную цепь из 245 аминокислотных остатков и 5 дисульфидных мостиков. Активация и образование активного о -химотрипсина осуществляются сложным путем. После триптического расщепления связи Аг -11е последовательно одии за другим из молекулы отщепляются дипептиды 8ег -Аг и ТЬг -А5п . В результате одноцепочечный предшественник переходит в трехцепочечную молекулу фермента. Цепи А, В и С химотрипсина соединены исключительно дисульфидными связями. Рис. 3-32 показывает пространственную модель химотрипсина, установленную на основе рентгеноструктурных данных. [c.408]

Необходимо отметить, что исходные молекулы дифтерийного токсина не обладают таким ингибиторным действием на белковый синтез они скорее являются зимогеном, превращаемым в каталитически активный белок(А-фрагмент) лишь после расщепления. С другой стороны, сам фрагмент А не обладает цитотоксическим действием, так как не может проникнуть в интактную клетку. [c.215]

На этапе активации фактора X происходит соединение внешнего и внутреннего путей и образуется общий конечный путь свертывания крови (рис. 55.10). Фактор X представляет собой зимоген сериновой протеазы с мол. массой 55000 и содержит остатки Gla. Как и в протромбине, остатки Gla фактора X обеспечивают Са-+-зависимое связывание с кислыми фосфолипидами мембран тромбоцитов. Для превращения фактора X в его активную форму (XJ необходимо расщепление связи аргинин-изолейцин с помощью другой сериновой протеазы. Известны две сериновые протеазы, расщепляющие связь Arg— Пе в молекуле фактора X. [c.327]

Ферментативно активная форма лизоцима возникает в результате спонтанного складывания молекулы с образованием характерной для этого фермента трехмерной структуры. В отличие от лизоцима многие другие белки синтезируются в форме неактивных предшественников, которые затем активируются в результате расщепления одной или нескольких специфических пептидных связей. Если каталитически активный белок называется ферментом (или энзимом), то неактивный предшественник фермента называется проферментом (или зимогеном). [c.152]

К числу гидролаз относятся ацетилхолинэстераза нервных клеток (дополнение 7-Б) и большое число пищеварительных фермеитов. Среди последних наиболее изучены протеиназы и пептидазы. Пепсин, трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза являются высокоэффективными катализаторами расщепления белков. Все оии секретируются в виде неактивных проферментов (гл. 6, разд. Ж,2), или иначе, зимогенов [26]. После синтеза на рибосомах эндоплазматического ретикулума особых секреторных клеток проферменты упаковываются в виде зимогеновых гранул, которые затем мигрируют к поверхности клетки и секретируются в окружающую среду. Пепсиноген является компонентом желудочного сока, в то время как химотрипсиноген, трипсиноген и другие панкреатические проферменты через проток поджелудочной железы попадают в тонкую кишку. Достигнув места своего действия, зимогены превращаются в активные ферменты под действием молекулы другого фермента, отсекающей от предшественника фрагмент (иногда довольно большой) полипептидной цепи [25]. [c.104]

Несомненно, что в ближайшее время появятся новые ценные реакции избирательного расш епления пептидных связей. В литературе уже опубликованы [204, 231] результаты, полученные при использовании описанных выше реагентов для избирательного расщепления белков с известной последовательностью аминокислот. В число этих белков входят белок вируса табачной мозаики, грамицидин А, рибонуклеаза, гемоглобин А человека, цитохром С, трипсин, трипсиноген и зимоген. [c.391]

Синтез протеиназ в виде зимогенов имеет существенное значение по двум причинам. Во-первых, наличие этого механизма предотвращает расщепление других белков поджелудочной железы во-вторых, исключается возможность переваривания одного фермента другим внутри гранул, до того как эти ферменты начнут секретироваться. Образование специфических гранул облегчает регуляцию секреции и делает невозможной активацию зимогенов другими протеиназами, находящимися в клетках вне гранул. С панкреатическим соком секретируется также белок, являющийся специфическим ингибитором трипсина [1, 18]. На его долю приходится только 2% белка панкреатического сока, что значительно меньше содержания трипсиногена [19]. Функция данного ингибитора, вероятно, состоит в том, чтобы не допустить автокаталитическую активацию трипсиногена следовыми количествами трипсина, которые могут образоваться в гранулах благодаря этому активация зимогенов происходит только тогда, когда они встречаются с энтеропептидазой. [c.40]

В процессе активации наиболее важны следующие события. Свободная аминогруппа Не 16, освобождающаяся при триптическом расщеплении (рис. 3.2), погружается в глубь молекулы, где образует ионную пару с Asp 194 (рис. 3.3). В результате этого боковые цепи Не 16 и Val 17 также оказы ваются погруженными в глубь молекулы, что в свою очередь приводит к разрыву имевшейся в зимогене водородной связи между Asp 194 и His 40. Gly 193 образует новую водо-i-одную связь с His40. Arg 145 перемещается с поверхности в глубь молекулы и взаимодействует с карбоксильной группой боковой цепи Asp 194. Met 192 выходит глубины молекулы на поверхность, на тот ее участок, который в зимогене занимал остаток [c.42]

Все протеолитические ферменты — фактор ХИа, фактор Х1а, фактор 1Ха, фактор Vila, фактор Ха и тромбин — ингибируются ДФФ, который для этого реагирует с определенным остатком серина в их молекулах. Аминокислотные последовательности вокруг этого остатка серина и других фрагментов, участвующих в образовании активного центра, почти одинаковы у факторов 1Ха, Ха, ХПа, тромбина и панкреатических эндопептидаз. N-концевые последовательности, освобождающиеся при активации зимогенов, также гомологичны с таковыми панкреатических протеиназ (табл. 3.3). Эти данные, а также сопоставление полных аминокислотных последовательностей тромбина [39], фактора X [40] и фактора IX [41] свидетельствуют о том, что факторы свертывания крови (синтезируемые в печени) и панкреатические протеиназы произошли от общего белка-пред-щественника и функционируют по одинаковому каталитическому механизму. Можно полагать, что структурные перестройки, происходящие при активации зимогенов после разрыва связи, также сходны между собой. При превращении фактора X в Ха, катализируемом фактором 1Ха или фактором УПа, происходит расщепление такой же связи Arg-Ile, как и у других зимогенов [42]. Превращение фактора IX в 1Ха, осуществляемое фактором Х1а, начинается с расщепления связи Arg-Ala, однако это еще не приводит к активации она наступает лишь при последующем расщеплении связи Arg-Ile. При переходе протромбина в тромбин вначале расщепляется связь Arg-Thr (без активации), а затем связь Arg-Ile, это приводит к активации. Для того чтобы превратить фибриноген в фибрин, тромбин расщепляет четыре связи Arg-Gly, а для превращения фактора XIII в Xllla —одну связь Arg-Gly. [c.52]

Фермент, расщепляющий СЗ на альтернативном пути, представляет собой комплекс, образованный про-геиназой, названной фактором В, и СЗЬ. Подобная ситуация, при которой продукт реакции (СЗЬ) является одновременно компонентом фермента, катализирующего эту реакцию, означает, что альтернативный путь способен к самоускорению. Фактор В активируется при расщеплении сериновой протеиназой — фактором D. Фактор D, вероятно, уникален среди сериновых протеиназ плазмы в том отношении, что для него не известен зимоген, и он циркулирует в форме активного фермента. Однако, как отмечено выше, расщепление фактора В фактором D происходит только в том случае, если первый находится в комплексе с СЗЬ. Таким образом, для активации альтернативного пути комплемента необходимо, чтобы произошло расщепление СЗ либо по классическому, либо по другому, еще неизвестному механизму. [c.56]

Многие полипептиды и белки синтезируются в виде цепей, имеющих большее число аминокислотных остатков, чем конечные функционально-активные структуры, присутствующие в клетке или секретируемые в кровь и другие жидкости организма. Так называемый процессинг этого предшественника с образованием более короткого белка осуществляется с участием ряда протеолитических ферментов. Здесь будет приведено лишь несколько примеров таких превращений, более подробная информация представлена в последующих главах. Один из примеров зимогенов (неактивных предшественников протеолитических ферментов) —трипсиноген, который при гидролизе одной пептидной связи превращается в активный фермент — трипсин (гл. 8). Фибриноген представляет собой растворимый белок плазмы крови, превращающийся в результате протеолиза в нерастворимый фибрин кровяных сгустков, предохраняющих организм от больших потерь крови при поражении кровеносных сосудов (гл. 29). Проинсулин, состоящий из одной полипептидной цепи с внутримолекулярными дисульфидными мостиками, в результате протеолиза дает активный инсулин, состоящий из двух пептидных цепей и образующийся за счет выщеплепия внутреннего пептидного сегмента из полипептидной цепи предшественника (гл. 46). Наконец, состоящий из трех цепей нерастворимый фибриллярный белок, коллаген, образуется в результате протеолитического расщепления предшественников, имеющих более длинные аминокислотные последовательности (с дополнительными пептидными сегментами в NH2- и СООН-концевых частях), чем цепи коллагена (гл. 38). Эти примеры иллюстрируют также возможные пути участия протеаз в контроле биологических процессов. [c.200]

Некоторые ферменты синтезируются в форме неактивного предшественника и переходят в активное состояние в физиоло ически соответствующем месте и времени. Примером регуляции такого типа могут служить пищеварительные ферменты. Так, трипсино-ген синтезируется в поджелудочной железе, а активируется в тонком кишечнике, где в результате расщепления пептидной связи образуется активная форма-трипсин (рис. 6.4). Такой же тип регуляции многократно используется в последовательности ферментативных реакций, ведущих к свертыванию крови. Каталитически неактивные предшественники протеолитических ферментов называются проферментами, или зимогенами. [c.105]

Активация белков в результате протеолитического расщепления одной или нескольких пептидных связей-широко распространенный механизм регуляции в биологических системах. Если белок в активированной форме является ферментом, то его неактивный предшественник называется проферментом (или зимогеном). Наиболее изученный процесс активации профермента - это превращение химотрипсиногена в химотрипсин, происходящее следующим путем. Под действием трипсина пептидная связь между остатками 15 и 16 в молекуле химотрипсиногена разрывается и в результате образуется химотрипсин. Возникшая при этом новая концевая аминогруппа изолейцина-16 загибается внутрь молекулы белка, где электростатически связывается с аспартатом-194. Это взаимодействие служит пусковым механизмом для ряда локальных изменений конформации, конечный результат которых - формирование кармана для связывания ароматических (либо больших неполярньгк) боковых цепей субстрата. Кроме того, формируется полость оксианиона, стабилизирующая переходное состояние. [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология