Карбоксипептидаза в поджелудочной железе
КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ (пептидил-аминокислотные гидролазы; КФ 3.4) — группа протеолитических ферментов, отщепляющих от белков и пептидов C-концевые аминокислотные остатки; принимают участие во внутриклеточном распаде белков и выполняют регуляторную функцию, участвуя в образовании и инактивации биологически активных пептидов, а также в переваривании белков. Помимо пептидной связи, К. гидролизуют также сложноэфирную связь в синтетических субстратах определенного строения, т. е. обладают эстеразной активностью. Необходимым условием для действия К. является присутствие в субстрате свободной альфа-COOH-группы. К. различаются по своей специфичности, на основании чего их подразделяют на карбоксипептидазы А, В, С и т. д.
К. широко распространены в различных животных тканях и обнаружены в растениях и микроорганизмах. Наиболее хорошо изученными являются карбоксипептидазы А (КФ 3.4.2.1) и В (КФ 3.4.2.2) из поджелудочной железы высших животных и человека. Карбоксипептидазы А и В синтезируются в поджелудочной железе в виде неактивных предшественников — прокарбоксипептидаз А и В, которые, попадая в двенадцатиперстную кишку, активируются под действием трипсина. В процессе активации происходит гидролиз нескольких пептидных связей в молекулах прокарбоксипептидаз А и В и диссоциация этих проферментов на субъединицы, одна из которых превращается в соответствующую К. При этом в результате гидролитического расщепления двух-трех пептидных связей в N-концевой области этой субъединицы может образоваться несколько форм К. (Аα, Аβ, Аγ ). Панкреатические К. человека и животных принимают участие в пищеварении, расщепляя до аминокислот продукты первичного переваривания белков.
Ферменты, относящиеся к группе К., являются металлопротеидами (см.), хотя некоторые тканевые К., в отличие от панкреатических карбоксипептидаз А и В, являются не металлоферментами, а принадлежат к группе сериновых, или SH-зависимых, протеиназ (см. Пептид-гидролазы). В состав молекулы К. входит один атом Zn2+. Он может быть замещен Mn2+, Co2+, Ni2+ без существенного измене ния активности фермента; К. при замене Zn2+ на Cd2+ и Hg2+ теряют пептидазную и сохраняют эстеразную активность. Первичная и пространственная структура карбоксипептидазы А полностью расшифрована. В формировании ее активного центра, кроме атома Zn2+, принимают участие остатки глутаминовой к-ты, тирозина и аргинина. Оптимум действия этого фермента находится при pH 7,5; при pH ниже 6,0 фермент инактивируется. Карбоксипептидаза А отщепляет от белков и пептидов все C-концевые аминокислоты, кроме аргинина, лизина, пролина и оксипролина. Ингибиторами карбоксипептидазы А являются вещества, образующие внутрикомплексные (хелатные) соединения с металлами (8-оксихинолин, 1,10-фенантролин, α,α’-дипиридил и др.); ее конкурентными ингибиторами являются β-фенилпропионовая и фенилуксусная к-ты и некоторые их аналоги. Панкреатическая карбоксипептидаза В близка по свойствам карбоксипептидазе А, но она катализирует отщепление от пептидных цепей только C-концевых основных аминокислот— аргинина, лизина и орнитина. Карбоксипептидазы А и В являются родственными белками, имеющими гомологичное строение и однотипную трехмерную структуру. Ингибиторами карбоксипептидазы В являются соединения, образующие хелатные комплексы с металлами; конкурентными ингибиторами — ε-аминокапроновая к-та, гамма-аминомасляная к-та и другие аналогичные соединения.
В животных тканях обнаружены катептические К., по субстратной специфичности сходные с карбоксипептидазой А, но отличающиеся от нее оптимумом активности, который находится при кислых значениях pH. Наряду с ними встречаются специфические пролилкарбоксипептидазы, избирательно отщепляющие С-концевые аминокислоты, стоящие рядом с остатком пролина.
В плазме крови человека и животных присутствует К. (карбоксипептидаза N, кининаза I), по своей субстратной специфичности аналогичная карбоксипептидазе В. Эта К. также является металлоферментом, активным при нейтральных значениях pH. Она вызывает инактивацию биологически активных пептидов (брадикинина и его аналогов), обладающих гипотензивным действием, катализируя отщепление от их молекул С-концевого аргинина; тем самым эта К. участвует в регуляции кровяного давления. Карбоксипептидаза N плазмы человека вызывает также инактивацию анафилатоксинов, образующихся при активации системы комплемента.
См. также Ферменты.
Библиография Диксон М. и Уэбб Э. К. Ферменты, пер. с англ., с. 400 и др., М., 1966, библиогр.; Мосолов В. В. Протеолитические ферменты, М., 1971, библиогр.
Л. А. Локшина.
Источник
Покинув желудок, пища подвергается действию панкреатического сока, кишечного сока и желчи.
Сок поджелудочной железы содержит проферменты – трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы, проэластазу. Проферменты в просвете кишечника активируются, соответственно, до трипсина, химотрипсина, карбоксипептидаз и эластазы способом ограниченного протеолиза. Указанные ферменты осуществляют основную работу по перевариванию белков.
В кишечном соке активны ферменты щеточной каймы – дипептидазы и аминопептидазы. Они заканчивают переваривание белков.
Трипсин, химотрипсин, эластаза являются эндопептидазами. Карбоксипептидазы и аминопептидазы – экзопептидазы.
Регуляция кишечного пищеварения
В кишечнике под влиянием соляной кислоты, поступающей из желудка в составе пищевого комка, начинается секреция гормона секретина, который с током крови достигает поджелудочной железы и стимулирует выделение жидкой части панкреатического сока, богатого карбонат-ионами (HCO3–). В результате рН химуса в тонкой кишке повышается до 7,2-7,5 или, при усиленной секреции, до 8,5.
Благодаря работе желудочных ферментов в химусе имеется некоторое количество аминокислот, вызывающих освобождение холецистокинина-панкреозимина. Он стимулирует секрецию другой, богатой проферментами, части поджелудочного сока, и секрецию желчи.
Нейтрализация кислого химуса в двенадцатиперстной кишке происходит также при участии желчи. Формирование желчи (холерез) идет непрерывно, не прекращаясь даже при голодании.
Трипсин
Синтезируемый в поджелудочной железе трипсиноген в двенадцатиперстной кишке подвергается частичному протеолизу под действием фермента энтеропептидазы, секретируемой клетками кишечного эпителия. От профермента отделяется гексапептид (Вал-Асп-Асп-Асп-Асп-Лиз), что приводит к формированию активного центра трипсина.
Трипсин специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп лизина и аргинина, может осуществлять аутокатализ, т.е. превращение последующих молекул трипсиногена в трипсин, также он активирует остальные протеолитические ферменты панкреатического сока – химотрипсиноген, проэластазу, прокарбоксипептидазу.
Параллельно трипсин участвует в переваривании пищевых липидов, активируя фермент переваривания фосфолипидов – фосфолипазу А2, и колипазу панкреатической липазы, отвечающей за гидролиз триацилглицеролов.
В таких продуктах, как бобовые (соя, горох, фасоль) содержится пептид – ингибитор трипсина, снижающий переваривание белков этих продуктов в сыром, термически необработанном, виде.
Химотрипсин
Образуется из химотрипсиногена при участии трипсина, который расщепляет пептидную связь между аргинином-15 и изолейцином-16 с образованием уже активных промежуточных форм π-химотрипсина и δ-химотрипсина, которые аутолизисом удаляют два дипептида из собственных цепей. Три образованных фрагмента удерживаются друг с другом посредством дисульфидных связей, формируя стабильный α-химотрипсин.
Фермент специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп ароматических аминокислот – фенилаланина, тирозина и триптофана.
Эластаза
Активируется в просвете кишечника трипсином из проэластазы. Гидролизует связи, образованные карбоксильными группами малых аминокислот – аланина, пролина, глицина.
Карбоксипептидазы
Карбоксипептидазы являются экзопептидазами, они гидролизуют пептидные связи с С-конца пептидной цепи. Различают два типа карбоксипептидаз – карбоксипептидазы А и карбоксипептидазы В. Карбоксипептидазы А отщепляют с С-конца остатки алифатических и ароматических аминокислот, карбоксипептидазы В – остатки основных аминокислот – лизина и аргинина.
Аминопептидазы
Являясь экзопептидазами, аминопептидазы отщепляют N-концевые аминокислоты. Представителями аминопептидаз являются аланин-аминопептидаза и лейцин-аминопептидаза, обладающие широкой специфичностью. Например, лейцин-аминопептидаза отщепляет с N-конца белка не только лейцин, но и ароматические аминокислоты и гистидин.
Дипептидазы
Дипептидазы гидролизуют дипептиды, в изобилии образующиеся в кишечнике при работе других ферментов.
Лизосомы энтероцитов
Малое количество дипептидов и пептидов пиноцитозом попадают в энтероциты и здесь гидролизуются лизосомальными протеазами.
При заболеваниях ЖКТ и нарушении переваривания, при недостаточности соляной кислоты, при желудочном или кишечном кровотечении, при высокобелковой диете часть пептидов, не успевая расщепиться, достигает толстого кишечника и потребляется живущими там микроорганизмами – развивается гниение белков в кишечнике.
Источник
В
пищевых продуктах содержание свободных
аминокислот очень мало. Подавляющее их
количество входит в состав белков,
которые гидролизуются в ЖКТ под действием
ферментов протеаз (пептидщцролаз).
Субстратная специфичность этих ферментов
заключается в том, что каждый из них с
наибольшей скоростью расщепляет
пептидные связи, образованные определёнными
аминокислотами. Протеазы, гидролизующие
пептидные связи внутри белковой молекулы,
относят к группе эндопептидаз. Ферменты,
относящиеся к группе экзопептидаз,
гидролизуют пептидную связь, образованную
концевыми аминокислотами. Под действием
всех протеаз ЖКТ белки пищи распадаются
на отдельные аминокислоты, которые
затем поступают в клетки тканей.
Переваривание
белков в желудке
Желудочный
сок — продукт нескольких типов клеток.
Обкладочные (париетальные) клетки стенок
желудка образуют соляную кислоту,
главные клетки секретируют пепсиноген.
Добавочные и другие клетки эпителия
желудка выделяют муцинсодержащую слизь.
Париетальные клетки секретируют в
полость желудка также гликопротеин,
который называют «внутренним фактором»
(фактором Касла). Этот белок связывает
«внешний фактор» — витамин В12,
предотвращает его разрушение и
способствует всасыванию.
Образование
и роль соляной кислоты.
Основная
пищеварительная функция желудка
заключается в том, что в нём начинается
переваривание белка. Существенную роль
в этом процессе играет соляная кислота.
Белки, поступающие в желудок, стимулируют
выделение гистамина и
группы белковых гормонов —гастринов которые,
в свою очередь, вызывают секрецию НСI и
профермента — пепсиногена. Источником
Н+ является
Н2СО3,
которая образуется в обкладочных клетках
желудка из СО2,
диффундирующего из крови, и Н2О
под действием фермента карбоангидразы
(карбонатдегидра-тазы):
Н2О
+ СО2 →
Н2СО3 →
НСО3— +
H+
Диссоциация
Н2СО3 приводит
к образованию бикарбоната, который с
участием специальных белков выделяется
в плазму в обмен на С1-,
и ионов Н+,
которые поступают в просвет желудка
путём активного транспорта, катализируемого
мембранной Н+/К+-АТФ-азой.
При этом концентрация протонов в просвете
желудка увеличивается в 106 раз.
Ионы Сl- поступают
в просвет желудка через хлоридный канал.
Концентрация НСl в желудочном соке может
достигать 0,16 М, за счёт чего значение
рН снижается до 1,0-2,0. Приём белковой
пищи часто сопровождается выделением
щелочной мочи за счёт секреции большого
количества бикарбоната в процессе
образования НСl. Под действием НСl
происходит денатурация белков пищи, не
подвергшихся термической обработке,
что увеличивает доступность пептидных
связей для протеаз. НСl обладает
бактерицидным действием и препятствует
попаданию патогенных бактерий в кишечник.
Кроме того, соляная кислота активирует
пепсиноген и создаёт оптимум рН для
действия пепсина.
Механизм
активации пепсина.
Под
действием гастринов в главных клетках
желудочных желёз стимулируются синтез
и секреция пепсиногена — неактивной
формы пепсина. Пепсиноген — белок,
состоящий из одной полипептидной цепи
с молекулярной массой 40 кД. Под действием
НСl он превращается в активный пепсин
(молекулярная масса 32,7 кД) с оптимумом
рН 1,0-2,5. В процессе активации в результате
частичного протеолиза от N-конца молекулы
пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных
остатка, которые содержат почти все
положительно заряженные аминокислоты,
имеющиеся в пепсиногене. Таким образом,
в активном пепсине преобладающими
оказываются отрицательно заряженные
аминокислоты, которые участвуют в
конформационных перестройках молекулы
и формировании активного центра.
Образовавшиеся под действием НСl активные
молекулы пепсина быстро активируют
остальные молекулы пепсиногена
(аутокатализ). Пепсин в первую очередь
гидролизует пептидные связи в белках,
образованные ароматическими аминокислотами
(фенилаланин, триптофан, тирозин) и
несколько медленнее — образованные
лейцином и дикарбоновыми аминокислотами.
Пепсин — эндопептидаза, поэтому в
результате его действия в желудке
образуются более короткие пептиды, но
не свободные аминокислоты.
Переваривание
белков в кишечнике.
Желудочное
содержимое (химус) в процессе переваривания
поступает в двенадцатиперстную кишку.
Низкое значение рН химуса вызывает в
кишечнике выделение белкового гормона
секретина, поступающего в кровь. Этот
гормон в свою очередь стимулирует
выделение из поджелудочной железы в
тонкий кишечник панкреатического сока,
содержащего НСО3-,
что приводит к нейтрализации НСl
желудочного сока и ингибированию
пепсина. В результате рН резко возрастает
от 1,5-2,0 до ∼7,0.
Поступление пептидов в тонкий кишечник
вызывает секрецию другого белкового
гормона — холецистокинина, который
стимулирует выделение панкреатических
ферментов с оптимумом рН 7,5-8,0. Под
действием ферментов поджелудочной
железы и клеток кишечника завершается
переваривание белков.
Активация
панкреатических ферментовВ
поджелудочной железе синтезируются
проферменты ряда протеаз: трипсиноген,
химотрипсиноген, проэластаза,
прокарбоксипептидазы А и В. В кишечнике
они путём частичного протеолиза
превращаются в активные ферменты
трипсин, химотрипсин, эластазу и
карбоксипептидазы А и В.
Активация
трипсиногена происходит
под действием фермента эпителия кишечника
энтеропептидазы. Этот фермент отщепляет
с N-конца молекулы трипсиногена гексапептид
Вал-(Асп)4-Лиз.
Изменение конформации оставшейся части
полипептидной цепи приводит к формированию
активного центра, и образуется активный
трипсин. Последовательность Вал-(Асп)4-Лиз
присуща большинству известных
трипсиноге-нов разных организмов — от
рыб до человека.
Образовавшийся
трипсин активирует
химотрипсиноген, из
которого получается несколько активных
ферментов (рис. 9-3). Химотрипсиноген
состоит из одной полипептидной цепи,
содержащей 245 аминокислотных остатков
и пяти дисульфидных мостиков. Под
действием трипсина расщепляется
пептидная связь между 15-й и 16-й
аминокислотами, в результате чего
образуется активный π-химотрипсин.
Затем под действием π-химотрипсина
отщепляется дипептид сер(14)-арг(15), что
приводит к образованию δ-химотрипсина.
Отщепление дипептида тре(147)-арг(148)
завершает образование стабильной формы
активного фермента — α-химотрипсина,
который состоит из трёх полипептидных
цепей, соединённых дисульфидными
мостиками. Остальные проферменты
панкреатических протеаз (проэластаза
и прокарбоксипептидазы А и В) также
активируются трипсином путём частичного
протеолиза. В результате образуются
активные ферменты — эластаза и
карбокси-пептидазы А и В.
Специфичность
действия протеаз.
Трипсин
преимущественно гидролизует пептидные
связи, образованные карбоксильными
группами аргинина и лизина. Химотрипсины
наиболее активны в отношении пептидных
связей, образованных карбоксильными
группами ароматических аминокислот
(Фен, Тир, Три). Карбоксипептидазы А и В
— цинксодержащие ферменты, отщепляют
С-концевые остатки аминокислот. Причём
карбоксипептидаза А отщепляет
преимущественно аминокислоты, содержащие
ароматические или гидрофобные радикалы,
а карбоксипептидаза В — остатки аргинина
и лизина. Последний этап переваривания
— гидролиз небольших пептидов, происходит
под действием ферментов аминопептидаз
и дипептидаз, которые синтезируются
клетками тонкого кишечника в активной
форме.
Аминопептидазы последовательно
отщепляют N-концевые аминокислоты
пептидной цепи. Наиболее известна
лейцинаминопептидаза — Zn2+-
или Мn2+-содержащий
фермент, несмотря на название, обладающий
широкой специфичностью по отношению
к N-концевым аминокислотам.Дипептидазы расщепляют
дипептиды на аминокислоты, но не
действуют на трипептиды.
В результате последовательного действия
всех пищеварительных протеаз большинство
пищевых белков расщепляется до свободных
аминокислот.
Экзопептидазы(экзопротеиназы)
—ферменты,
гидролизующие белки, отщепляяаминокислотыот
концапептида:карбоксипептидазы—
от C-конца,аминопептидазы—
от N-конца,дипептидазырасщепляют
дипептиды. Экзопептидазы синтезируются
в клеткахтонкого
кишечника(аминопептидазы,
дипептидазы) и вподжелудочной
железе(карбоксипептидаза).
Функционируют эти ферменты внутриклеточно
в кишечномэпителиии,
в небольшом количестве, в просветекишечника.
Эндопептидазы(эндопротеиназы) —протеолитические
ферменты(пепсин,трипсин,химотрипсин),
расщепляющиепептидные
связивнутрипептидной
цепи. С наибольшей скоростью
ими гидролизуются связи, образованные
определённымиаминокислотами.
Эндопептидазы синтезируются в
видепроферментов,
активируемых затем при помощи
избирательногопротеолиза.
Таким образом клетки, секретирующие
эти ферменты защищают собственные белки
от разрушения. От действия ферментовклеточную
мембрануклеток животных
защищает также поверхностный
слойолигосахаридов—гликокаликс,
а вкишечникеижелудке—
слой слизи.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ
ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролитич. отщепление С-концевых аминокислотных остатков в молекуле белков и пептидов. Наиб. изучены два типа К., к-рые различаются по специфичности К типа А (мол. м. 34,4 тыс., состоит из 307 аминокислотных остатков) отщепляет от пептидов все С-аминокислотные остатки, за исключением аргинина, лизина, пролина и гидроксипролина К типа В (мол. м. 34 тыс., состоит из 300 аминокислотных остатков) отщепляет только С-концевые остатки аргинина и лизина Оба фермента проявляют макс. каталитич. активность при рН 7,5. Установлены их пространственная и первичная структуры. Активный центр ферментов имеет форму кармана, в полости к-рого находится атом Zn.
В активный центр входят также остатки глутаминовой к-ты, тирозина и аргинина. Ф-ция последнего в механизме катализа — связывание С-концевой карбоксильной группы. Необратимые ингибиторы обеих К. — в-ва, образующие комплексные соед. с металлами (напр., 1,10-фенантролин, 8-гидроксихинолин), конкурентные ингибиторы (вытесняются из молекулы фермента субстратом) для К. типа А и В — соотв. фенилпропионовая и e-аминокапроновая к-та. К. типа А и В продуцируются в виде проферментов поджелудочной железой человека и животных. В двенадцатиперстной кишке под действием трипсина проферменты образуют активные формы К. Известна также К. типа С, к-рая отщепляет от С-конца любые остатки аминокислот. Она выделена из плодов и листьев цитрусовых. В плазме крови человека функционирует К. типа N (ее каталитич. активность оптимальна при рН 7), сходная по субстратной специфичности с К. типа В. Этот фермент катализирует отщепление С-концевого аргинина от находящегося в крови пептида брадикинина (см. Кинины), в результате чего этот пептид теряет способность понижать кровяное давление. К. используют для определения последовательности С-концевых аминокислот в белках и пептидах. Лит.: Мосолов В. В., Протеoлитические ферменты, М., 1971; Антонов В. К., Химия протеолиза. М., 1983. Л. М. Гинодман.
Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
Под ред. И. Л. Кнунянца.
1988.
Смотреть что такое «КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ» в других словарях:
Карбоксипептидазы — (КФ 3.4.16 3.4.18) протеолитические ферменты, которые гидролизуют (разрывают) пептидную связь аминокислотного остатка на C конце. (Сравните с аминопептидазами, которые разрывают пептидную связь аминокислотного остатка на N конце). В… … Википедия
КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ — протеолитические ферменты, отщепляющие С концевые аминокислотные остатки от белков и пептидов. Наиб, изучены К. А и К. В, синтезируемые клетками поджелудочной железы животных и человека в виде неактивных предшественников прокарбоксипептидаз, к… … Биологический энциклопедический словарь
карбоксипептидазы — Группа протеолитических ферментов, способных отщеплять отдельные аминокислоты с С конца полипептидной цепи и используемых в связи с этим для анализа аминокислотных последовательностей белков; наиболее известны К. А и К. В, вырабатываемые… … Справочник технического переводчика
карбоксипептидазы — ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролитическое расщепление полипептидов со стороны свободной карбоксильной группы (см. аминопептидазы). Завершают переваривание белков в кишечнике. Карбоксипептидазы используют для определения… … Энциклопедический словарь
карбоксипептидазы — carboxypeptidases карбоксипептидазы. Группа протеолитических ферментов, способных отщеплять отдельные аминокислоты с С конца полипептидной цепи и используемых в связи с этим для анализа аминокислотных последовательностей белков; наиболее известны … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
карбоксипептидазы — группа протеиназ, катализирующих отщепление от белков и пептидов С концевых аминокислотных остатков; принимают участие в процессах образования и инактивации биологически активных пептидов, внутриклеточного распада и переваривания белков … Большой медицинский словарь
Карбоксипептидазы — группа ферментов из класса гидролаз (См. Гидролазы) (К. А, К. В, К. дрожжей), катализирующих ступенчатый гидролиз полипептидов (См. Полипептиды) с С конца, т. е. с Аминокислоты, у которой свободна карбоксильная группа ( СООН).… … Большая советская энциклопедия
КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ — ферменты кл. гидролаз, катализирующие гидролитич. расщепление полипептидов со стороны свободной карбоксильной гр. (см. Аминопептидазы). Завершают переваривание белков в кишечнике. К. используют для определения аминокислотной последовательности в… … Естествознание. Энциклопедический словарь
карбоксипептидазы — карбоксипептид азы, аз, ед. ч. аза, ы … Русский орфографический словарь
аминопептидазы — ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролитическое расщепление полипептидов со стороны свободной аминогруппы (ср. Карбоксипептидазы). Завершают переваривание белков в кишечнике. * * * АМИНОПЕПТИДАЗЫ АМИНОПЕПТИДАЗЫ, ферменты класса гидролаз… … Энциклопедический словарь
Источник
