4. Тканевой протеолиз. Классификация протеолитических ферментов. Функции тканевых протеиназ. Характеристика катепсинов.

Протеолиз – это гидролитическое расщепление пептидных связей в белках и пептидах.

Протеолитические ферменты – протеиназы, или катепсины. Большинство катепсинов проявляют активность внутри лизосом, разрушая захваченные клеткой молекулы.

Оптимальное значение рН для действия катепсинов равно 3,8.

Классификация протеолитических ферментов:

1. По структуре активного центра все протеиназы делят на 4 класса:

А) Сериновые протеиназы – в них в активном центре содержит серин. Это катепсины А и G.

Б) Цистеиновые (тиоловые) протеиназы – в активном центре цистеин. Это катепсины В, С, Н, F, L, K, O, S, X, W.

В) Карбоксильные протеиназы (аспартильные) – в активном центре два радикала аспартата. Это катепсины D и Е.

Г) Металлопротеиназы – в активном центре этих ферментов находятся гистидин, глутамат и ион металла.

2. По специфичности катепсины можно разделить на:

А. Эндопептидазы – гидролизуют связи внутри молекулы белка, полипептидная цепь расщепляется на крупные фрагменты.

Например: трипсин, пепсин, химотрипсин.

Б. Экзопептидазы – отщепляют определение аминокислоты от концов полипептидной цепи.

Например, карбоксипептидазы А и В.

Функции тканевых протеиназ:

1. Обеспечивают расщепление чужеродных белков, попавших в клетку.

2. Обеспечивают тотальный протеолиз собственных белков клетки (особенно при гибели клетки).

3. Обновление белков организма.

4. Мобилизация эндогенного белка для энергетических целей, особенно при голодании.

5. Активация гормонов и ферментов путем частичного протеолиза.

Характеристика катепсинов:

5. Посттрансляционный процессинг белков: частичный протеолиз, присоединение небелковых компонентов, модификация аминокислот, формирование

пространственной конформации молекул.

5. Пути распада аминокислот до конечных продуктов. Дезаминирование аминокислот, его виды. Прямое окислительное дезаминирование аминокислот, биологическая роль этих процессов.

Пути распада аминокислот до конечных продуктов: 80% аминокислот, которые

поступают в организм из желудочно-кишечного тракта, используются для синтеза белков.

Остальные 20% вступают в метаболические процессы. Все эти процессы можно разделить на 2 группы:

1. Общие пути катаболизма (распада) аминокислот – для всех аминокислот одинаковы. В них принимает участие общая часть молекулы аминокислот.

А) Дезаминирование

Б) Трансаминирование (переаминирование) В) Декарбоксилирование

2. Специфические пути метаболизма – индивидуальны для каждой отдельной аминокислоты, в них участвуют радикалы аминокислот.

Дезаминирование аминокислот – реакция отщепления альфа-аминогруппы от АК, в

результате чего образуется соответствующая альфа-кетокислота и выделяется молекула аммиака.

Существуют 4 вида дезаминирования ак:

1. Окислительное – с образованием аммиака и кетокислоты.

2. Внутримолекулярное - с образованием аммиака и ненасыщенной жирной кислоты.

3. Восстановительное - с образованием аммиака и насыщенной жирной кислоты.

4. Гидролитическое – с образование аммиака и карбоновой гидроксикислоты.

Окислительное дезаминирование – самый активный вид дезаминирования аминокислот, оно бывает прямым и непрямым.

Прямое окислительное дезаминирование – дезаминирование, проходящее в одну стадию.

Осуществляется оксидазами L- и D- аминокислот, которые находятся в пероксисомах.

Кофермент оксидазы L – аминокислот: ФМН. Кофермент оксидазы D – аминокислот: ФАД.

Роль прямого окислительного дезаминирования: Оксидаза D – аминокислот обнаружена в почках и печени, оптимум рН – в нейтральной среде. Вследствие того, что D – аминокислоты в природе встречаются очень редко, вклад оксидазы D – аминокислот в дезаминирование несущественен.

Оксидаза L – аминокислот имеет оптимум рН 10,0, активность фермента вследствие этого низка, как и ее вклад в дезаминирование.

7. Непрямое окислительное дезаминирование (трансаминирование), этапы, биологическое значение. Определение трансаминаз и глутаматдегидрогеназы в сыворотке крови при диагностике инфаркта миокарда, заболеваний печени.

Этапы непрямого окислительного дезаминирования: Непрямое окислительное дезаминирование проходит в две стадии. Характерно для большинства аминокислот, кроме лизина, треонина и пролина.

1. Стадия: Трансаминирование (переаминирование) - происходит обмен

функциональными группамм между аминокислотой и кетокислотой. Протекает в цитоплазме.

Эту реакцию катализируют ферменты – трансаминазы (аминотрансферазы), коферментом выступает ПАЛФ (пиридоксальфосфат) – коферментная форма витамина В6.