Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Для превращения фактора X в Ха комплексом фактор 1Ха — фактор VIII' или комплексом фактор Vila — тканевой фактор, а также для превращения протромбина в тромбин системой фактор Ха — фактор V' абсолютно необходимы Са2+ и фосфолипид; ионы Са+ требуются и для перехода фактора IX в 1Ха
под действием фактора Х1а. Молекулярный механизм соответствующих превращений рассмотрен в разд. 3.2.2.
3.2.2. Молекулярный механизм активации факторов свертывания крови
Все протеолитические ферменты — фактор ХПа, 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, ХНа, тромбина и панкреатических эндопептидаз. N-концевые последовательности, освобождающиеся при активации зимо-генов, 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-шественника и функционируют по одинаковому каталитическому механизму. Можно полагать, что структурные перестройки, происходящие при активации зи-могенов после разрыва связи, также сходны между собой. При превращении фактора X в Ха, катализируемом фактором 1Ха или фактором Vila, 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 ХШа — одну связь Arg-Gly.
Таким образом, в каждом случае активация происходит в результате разрыва очень небольшого числа пептидных связей. По специфичности рассматриваемые ферменты очень сходны с трипсином; трипсин может действовать подобно фактору 1Ха и фактору Ха. Вместе с тем факторы свертывания крови являются чрезвычайно специфичными протеиназами; они расщепляют только одну или две пептидные связи в одном или двух белках. Причина этого кроется, по-видимому, в способности ферментов узнавать более протяженную аминокислотную последовательность, чем Arg-X, которую узнает трипсин. С этой точки зрения интересно, что в протромбине две связи, расщепляемые фактором Ха, расположены в участках молекулы, имеющих одинаковую аминокислотную последовательность Ile-Glu-Gly-Arg [43].
Протромбин является одним из четырех факторов свертывания (кроме него в эту группу входят факторы IX, VII и X), для биосинтеза которых необходим витамин К [44]. У животных, получающих рацион, лишенный витамина К, синтезируется дефектный протромбин, который не связывает Са2+ и не активируется in vivo; однако in vitro этот протромбин способен активироваться трипсином, и, следовательно, у него сохранен активный центр. В настоящее время установлено, что нормальный протромбин содержит в положениях 7 и 8, 15 и 17, 20 и 21, 26 и 27, а также 30 и 33 от N-конца молекулы ¦у-карбоксиглутаминовую кислоту (Gla), ранее не встречавшуюся в составе белков [45]; у животных с недостаточностью витамина К в указанных положениях находятся остатки глутаминовой кислоты. По-видимому, этим объясняются нарушения в связывании Са2+ дефектным протромбином, поскольку в норме ион Са2+ связывается с двумя соседними остатками Gla подобно тому, как он связывается с ЗДТА. Фосфолипид взаимодействует с протромбином через Са2+, который, как уже говорилось, связан с Gla; это обеспечивает связывание комплекса фактор Ха — фактор V' с протромбином, что необходимо для процесса активации. Фактор X и фактор IX, так же как и протромбин, имеют в соответствующих положениях
остатки Gla; активация этих зимогенов происходит аналогично активации протромбина [42]. Приведенные данные позволили выяснить роль витамина К, который, как оказалось, необходим для ферментной системы, превращающей глутаминовую кислоту в у-кар-боксиглутаминовую [44].
В крови были найдены еще три витамин-К-зависи-мых белка, содержащие остатки Gla; они получили название белок С [46], белок S [47] и белок Z [48]. Функции этих белков неизвестны; показано, что белок С может превращаться в активную протеиназу под действием тромбина. Эта протеиназа обладает антикоагулирующей активностью, так как она способна расщеплять фактор V и фактор VII [49].
3.3. Активация системы комплемента [50—53]
Первой реакцией организма млекопитающего на внедрение чужеродного агента, например бактерии, является образование специфических антител, которые формируют иммунные комплексы с внедрившейся клеткой. Последующий ответ реализуется при участии системы комплемента — группы белков плазмы крови, которые вначале распознают иммунные комплексы, а затем вызывают структурные повреждения чужеродной клетки. В третьей фазе в плазме крови происходит фагоцитоз поврежденных клеток лейкоцитами, моноцитами и макрофагами. Компоненты классической системы комплемента (рис. 3.6) С 1г, Cls и С2 являются предшественниками протеиназ, компоненты СЗ, С4 и С5 превращаются в функционально активные производные путем ограниченного протеолиза.
