ПЕПТИД-ГИДРОЛАЗЫ

Пептид-гидролазы (син.: протеолитические ферменты, протеазы; КФ 3.4) — группа ферментов, катализирующих расщепление белков и пептидов; в животных и растительных организмах, а также у микроорганизмов осуществляют внутри- и внеклеточное расщепление белков и пептидов и регулируют скорость их кругооборота; участвуют в пищеварении, оплодотворении, защитных реакциях организма (свертывании крови, фибринолизе, активации системы комплемента, образовании и разрушении вазоактивных пептидов и т. д.), играют важную регуляторную роль в обмене веществ, катализируя образование и инактивацию ферментов, многих гормонов и других биологически активных белков и пептидов.

Изменение активности Пептид-гидролазы или ее регуляции связано со многими заболеваниями различной этиологии. Напр., недостаточность П.-г. свертывающей и фибринолитической систем крови вызывает развитие тромбозов, геморрагий и сопровождается изменением гемостаза. Дисфункция П.-г. ренин-ангиотензинной и кининовой систем приводит к изменению сосудистого тонуса и нарушению регуляции кровяного давления; нарушение активности пептид-гидролаз жел.-киш. тракта ведет к расстройствам пищеварения и т. д. Пептид-гидролазы участвуют в образовании факторов проницаемости, хемотактических факторов и анафилатоксинов при развитии острого и хронического воспаления и вызывают деструкцию тканей при ревматоидном артрите, гломерулонефрите, эмфиземе легких, мышечной и нервной дистрофии, циррозе печени, инвазии и распаде опухолей и т. д. Упомянутые процессы происходят гл. обр. под действием внутриклеточных П.-г., к-рые освобождаются из клеток при повреждении тканей и под влиянием нек-рых гормонов, витаминов, токсинов, иммунных комплексов и ряда других факторов. Для подавления нежелательного локального повышения протеолитической активности в качестве лекарственных средств используются ингибиторы П.-г., напр, трасилол (см.) и другие, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения. С действием П.-г., возможно, связано также образование аутоантигенов при нек-рых аутоаллергических болезнях. Полагают, что П.-г. играют определенную роль в процессах онкогенной и вирусной трансформации клеток.

П.-г. находят применение в медицине. Это связано гл. обр. с их способностью «расплавлять» некротизированные ткани и фиброзные образования, разжижать секреты, экссудаты, сгустки крови. папаин (см.).

Пептид-гидролазы разделяют на две большие подгруппы: протеиназы (эндопептидазы; КФ 3.4.21—25), расщепляющие в белках внутренние пептидные связи, и пептидазы (экзопептидазы; КФ 3.4.11—15), к-рые гидролизуют связи и на NH₂- или COOH-концевых участках пептидной цепи. Протеиназы по строению активного центра и механизму действия подразделяют на 4 класса: сериновые, тиоловые, карбоксильные протеиназы и металлопротеиназы. К многочисленным сериновым П.-г., в состав активного центра к-рых входят остатки серина и гистидина, относятся ряд жел.-киш. ферментов — трипсин, химотрипсин, коллагеназа (см.), термолизин и нек-рые другие. Активность этих П.-г. проявляется в нейтральной среде и угнетается веществами, образующими внутрикомплексные (хелатные) соединения с металлами — ЭДТА и др.

Пептидазы в соответствии с их субстратной специфичностью разделяют на дипептидазы (см.), гидролизующие дипептиды; дипептидилпептид-гидролазы и пептидилдипептид-гидролазы, соответственно отщепляющие дипептиды от N- или С-конца пептидной цепи. Многие пептидазы являются металлоферментами, в активном центре к-рых находятся ионы Zn²⁺.

П.-г. разнообразны по своим физ.-хим. свойствам. Среди них есть простые белки с мол. весом (массой) ок. 20 000 (трипсин, химотрипсин, гликопротеидами (см.).

Пептид-гидролазы имеют различную субстратную специфичность, т. к. гидролизуют пептидные связи, образованные разными аминокислотными остатками. Встречаются П.-г. с широкой субстратной специфичностью (пепсин, химотрипсин, папаин и др.), к-рые гидролизуют в белках связи, образованные многими аминокислотами, и Й.-г. с узкой субстратной специфичностью (напр., коллагеназа, калликреин), к-рые гидролизуют в нек-рых белках строго определенные пептидные связи. Многие П.-г. способны гидролизовать наряду с пептидными и сложноэфирные связи, а также катализировать реакции переноса аминокислотных остатков на другие акцепторы (так наз. реакции транспептидирования и трансэтерификации).

Большинство изученных протеиназ и ряд пептидаз синтезируются в виде неактивных предшественников — проферментов, или зимоге-нов. Процессы их активации представляют собой реакции ограниченного протеолиза, т. е. избирательного гидролиза определенных пептидных связей, протекающие либо автокаталитически, либо под действием нек-рых протеиназ. Во многих случаях это сопровождается отщеплением пептидов. Происходящие при активации конформационные изменения молекулы приводят к демаскированию активного центра фермента или завершают его формирование.

В плазме крови и других биологических жидкостях, а также в различных клетках и тканях присутствуют белковые ингибиторы П.-г., к-рые избирательно блокируют активность отдельных ферментов или групп ферментов. Системы таких ингибиторов осуществляют регуляцию активности П.-г. в физиологических условиях и предохраняют белки от неконтролируемого расщепления.

Внутриклеточные Пептид-гидролазы обнаружены в различных субклеточных фракциях, но основная масса П.-г. локализована в лизосомах (см.), в них гл. обр. происходит внутриклеточный распад белков, к-рый осуществляется в результате согласованного действия различных протеиназ и пептидаз.

См. также Ферменты.

Библиография: Богуш Л. К. и Шварцман Л. Я. Применение протеолитических ферментов при туберкулезе легких, М., 1970; Веремеенко К. Н. Протеолитические ферменты поджелудочной железы и их применение в клинике, Киев, 1967; Кудряшов Б. А. Биологические проблемы регуляции жидкого состояния крови и ее свертывания, М., 1975; Локшина Л. А. Регуляторная роль протеолитических ферментов, Молек. биол., т. 13, № 6, с. 1205, 1979; Мосолов В. В. Протеолитические ферменты, с. 154,М.,1971;Стручков В. И. и др. Протеолитические ферменты в гнойной хирургии, М., 1970; The enzymes, ed. by P. D. Boyer, v. 3, p. 788, N. Y.—L., 1971; Inflammation, ed. by J. R. Yane a. S. H. Ferreira В. a. o., 1978.

Л. А. Локшина.