Протеолітичні ферменти - хімічна енциклопедія

Розрізняють екзопептідази, що розщеплюють зв'язку поблизу С- або N-кінця ланцюга (соотв. Карбоксипептидази і амінопеп-тідази) і ендопептідази (протеїнази), гідролізуючі зв'язку, віддалені від кінцевих залишків (напр. Трипсин). Лише обмежене число протеолітичних ферментів володіє суворої субстратной специфічністю. До них відносять, напр. ренін. гідроля-зующий зв'язок між залишками лейцину в положеннях 10 і 11 в ангіотензіногене (попередник ангіотензину пептиду. бере участь в регуляції кров'яного тиску), або ентеропептідази отщепляют N-кінцевий гексапептід в тріпсіногене (попередник трипсину). Специфічність більшості протеолітичних ферментів визначається в осн. структурою амінокислотного залишку, розташованого поруч з розщеплюваного зв'язком. Ферменти тріпсінового типу каталізують гідроліз зв'язків, утворених карбоксильною групою основних амінокислот (залишками лізину і аргініну). Для мн. ферментів (хімотрипсин. пепсин. субтилизина і ін.) важлива наявність поблизу розщеплюваного зв'язку об'ємистих гідрофобних залишків (фенілаланіну. тирозину. триптофану і лейцину). Протеолітичні ферменти типу еластази (фермент підшлункової залози) гідролізують зв'язку, утворені амінокислотними залишками з невеликою бічною групою (напр. Залишками аланина і серину). Місце розщеплення залежить від розташування пептидного зв'язку в просторів. структурі субстрату-найлегше гідролізуються зв'язку на р-вигинах ланцюга, к-які розташовані на пов-сті молекули. Вуглеводні ланцюги в глікопротеїну можуть перешкоджати доступу ферменту до цих питань.

Багато протеолітичні ферменти міцно асоційовані з клітинними мембранами і тому діють лише на певні білки (т. Зв. Компартменталізація). До них відносять, напр. сигнальні протеази, які беруть участь в транспорті білків в позаклітинний простір. Залежно від локалізації ферменту протеоліз відбувається при разл. рН. Так, протеолітичні ферменти шлунка (напр. Пепсин. Гастриксин) функціонують при рН 1,5-2, лізосомні ферменти-прі рН 4-5, а протеолітичні ферменти сироватки крові. тонкого кишечника і др.-прі нейтральних або слабколужних значеннях рН. Нек-риє протеолітичні ферменти використовують в якості кофактора іони металів-Са 2+. Mg 2+ і ін.

Дефектні і чужорідні білки деградують в клітці за участю АТФ-залежної системи протеолізу. У еукаріот (всі організми. Крім бактерій і синьо-зелених водоростей) ця система включає нізкомол. білок убікітін, який утворює з білками-субстратами кон'югат, і протеази, що розщеплюють цей кон'югат.

П ротеолітіческіе ферменти відіграють важливу роль у мн. процесах, що відбуваються в організмі. напр. при заплідненні, біосинтезі білка. згортання крові і фібринолізі. імунній відповіді (активації системи комплементу), гормональної регуляції. У мн. цих випадках фермент розщеплює в субстраті лише одну або дек. зв'язків (обмежений протеоліз). Активність протеолітичних ферментів регулюється на посттрансляц. стадії шляхом активації їх неактивних попередників (зи-Моген), а також дією прир. інгібіторів ферментів (a 2 -макроглобуліну, a 1 антитрипсину. секреторного панк-реатіч. інгібітора і ін.). Порушення механізмів регуляції активності протеолітичних ферментів-причина мн. важких захворювань (м'язової дистрофії, аутоімунних захворювань, емфіземи легенів, панкреатитів і ін.).

П ротеолітіческіе ферменти застосовують у медицині, напр. для корекції порушень травлення. загоєння ран і опіків і ін. Їх також використовують для отримання сумішей амінокислот. застосовуваних для парентерального харчування, в произове гормональних препаратів і деяких антибіотиків. в харч. і шкіряної пром-сти, произове миючих ср-в.