Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Проферменты аспартатных протеаз животных устойчивы в нейтральной и слабощелочной среде и претерпевают автокаталитическую активацию при понижении pH среды до 2-4 [22341. При этом в конечном счете отщепляется около 40 аминокислотных остатков с N-конца молекулы зимогена.
Механизм активации пепсиногена достаточно сложен. Биосинтез этого зимогена происходит в специальных клетках стенки желудка [22341 в виде препро-фермента, содержащего 14-15 остатков лидерной последовательности [2235, 2236]. Существенным этапом активации является, по-видимому, конформационное
14. В.К. Антонов
изменение, происходящее при переходе пепсиногена в кислую среду и приводящее к образованию каталитически активного зимогена - б-пепсиногена [2064, 2086,2237-22391. Далее, в зависимости от pH, может происходить или внутримолекулярный процесс отщепления активационного пептида [2240];, или межмоле-
Рис.72. pH-Зависимость констант скорости 1-го (fe1) и 2-го (&2) порядков реакции активации пепсиногена (вертикальны"' линии -среднее квадратичное отклонение) [2с?40]
кулярная реакция активации [2064,2234К Эти два процесса, по-видимому, конкурируют, и в зависимости от pH преобладает один или другой (рис.72).
У зимогечов разных аспартатных протеаз отщепление активационного пептида мо^ет происходить в одну или две стадии. Так, пепсиноген свиньи активируется пре-1амущественно в две стадии - сначала расщепляется связь Leu16-Ile17, а затем связь Leu44-Ile45 [2065,2241-2244]; е пепсиногене кур и химозине также происходит отщепление сначала продукта гидролиза по связи Phe27-Leu28 и лишь затем происходит разрыв связи Leu42-Thr43 (к гриный зимоген) или Phe42-Gly 13 (химозин) [2127,2245,2246]. Следует отметить, что, по крайней мере, для прохимозина расщепление по связи 27-28 не является обязательным. При pH 4,5-прохимозин, в котором направленным мутагенезом изменена последовательность в этой области, нормально активируется, иднзко при pH 2 активация не происходит [2127]. В пепсиногене А человека внутримолекулярно расщепляется связь Leu23-Lys24, а межмолекулярно - связь Leu47-Val48 [22471. Вообще, участок первоначального расщепления зависит от структуры активационного пептида и специфичности образующегося фермента. Наличие в положении Р активационного
г ^
пептида основных аминокислотных остатков препятствует разрыву на этом участке [22461 (тайл.53). Интересно, что пептид 1-16 довольно сильно ингибирует активность пепсина [837,2248-22521. дктивация лелсиногенов происходит также под.действием ряда ферментов мштюорганизмов [22531.
Другая аспартатная протеаза - катепсин D также синтезируется в виде предшественника с молекулярной массой 53 кДа [1168,2254-2258], который последовательно превращается в проме^уто шую форму с Мг 47 кДа и затем в двухцепочечную - 31 и 13-14 кДа (у оччьего профермента за счет выщепления дипептида SerSer [2259]). Активация происходит внутри лизосом и сопровождается расходованием АТР, по-видимошу, для повышения концентрации Н+-ионов [22581. Предполагается, что в активации прокатепсина D участвует цистеино-вая протеиназа.
Почечный ренин также синтезируется в виде препрофермента с Мг«50 кДа, содержащего 20 остатков лидерного пептида и 46 остатков пропоследователь-ности [22601. Неоднократно сообщалось [2261-22641 об обнаружении высокомолекулярных, [^активных форм этого фермента, причем предполагалось [2265], что эта форма представляет собоР комплекс ренина с кислотолабилъ г М ингибитором. Однако, по-видимому, это проренин [2263,2266]. Активация проренина
Таблица 53. Последовательность в области расщепляемых участков у зимогенов аспартатных протеиназ (по [2246])
Пепсиноген А свиньи 10 15 20 30 35
* * 1 * :** Г V
RKKS L RQNlilKBGK LKD*F LKTHKHNPAS
То же быка kkks lIrqnlIiengk lke^p mrthkynlgs
Прохимозин теленка * * * I
KGKS L RKAL KEHGL LED FiLQKQQYGISS
Пепсиноген кур KGKS L RKQL KDHGL LED fIlKKHPYHPAS
Прогастриксин человека * + + |
KFKSI/LRETM KEKGL LED F+LRTHKYDPAS
Пелсиноген А человека RKKS L RRTL SERGL LKdIf LKKHNLPARK
Пепсиноген III3 обезьян РККГ. L RRNb SEHGL LKojp LKKHNLNPAS
" медведя KKKS L RKVL KEHGL LKJ)|p LKKHSPNPAS
| - основные расщепляемые связи.
i - минорные расщепляемые связи.
t
* - связи, не расщепляемые вследствие основного
остатка в Р3~положении.
идет в плазме крови двухступенчато с образованием активированной промежуточной формы за счет индуцщуемого Н+-ионамч конформационного изменения и 1ЮСЛедущего протеолитического расщепления по связи Arg-Leu под действием ферментов плазмы - калликреина или плазмина [2267].
