Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

ого происхождения указанных органов, которые содержат «С»-клетки, продуцирующие кальцитонин.

43.1. Паратгормон

43.1.1. Химия паратгормона

Паратгормон (М 9500) был выделен в гомогенном виде из бычьих, свиных, куриных и человеческих паращитовидных желез. У всех этих видов он представляет собой одиночную полипептидную цепь, содержащую 84 аминокислотных остатка. Установлена полная аминокислотная последовательность бычьего и свиного гормонов и частичная последовательность человеческого и куриного гормонов. Известным подтверждением правильности установления последовательности аминокислотных остатков в молекулах гормонов первых трех видов может служить синтез пептидов, содержащих 34 остатка с ?-конца молекулы. Осуществление этого синтеза представляет особый интерес, так как синтезированная часть паратгормона проявляет in vitro почти полную (возможно,

1564

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

1 10 20

Человек: Ser---Leu-;-Asn-

Бык: Ala-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Phe-Met-His-Asn-Leu-Gly-Lys-His-Leu-Ser-Ser-Met-Glu-Arg-Свинья: Ser-Leu —------Leu-

30 40

Val-Glu-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Leu-GIn-Asp-Val-His-Asn-Phe-Val-Ala-Leu-Gly-Ala-Ser-

50

60

-Ala-Gly-

Ile-AIa-Tyr-Arg-Asp-Gly-Ser-Ser-Gln-Arg-Pro-Arg-Lys-Lys-GIu-Asp-Asr-\'al-Leu-Val-Val-His Gly

70

80

-Glx

-Thr-

Glu-Ser-His-Gln-Lys-Ser-Leu-GIy-Glu-Ala-Asp-Lys-Ala-Asp-Val-Asp-Val-Leu-lle-Lye-

--------Ala-¦--

--Ser-

Ala-Lys-Pro-Gln 81 82 83 84

Рнс. 43.1. Аминокислотная последовательность паратгормонов человека, быка и свиньи. Для гормонов быка и свиньи последовательности почти идентичны (за исключением указанных остатков). Указаны также отличия для гормона человека; в нем, однако, не идентифироваиы остатки с 38-го по 43-ii; остаток 64 (Glx) является либо глутаминовой кислотой, либо глутамином.

даже полную) биологическую активность нативного гормона. Однако in vivo активность (в расчете на молекулу) ?-концевых пептидов меньше, чем всей молекулы; это позволяет предполагать, что 2/3 молекулы гормона (с карбоксильного конца) либо увеличивают его связывание в ткани-мишени, либо замедляют деградацию и инактивацию в системе циркуляции и в периферических тканях. Удаление двух ?-концевых аминокислотных остатков с помощью лейцинаминопептндазы приводит к потере биологической активности; при этом, однако, иммунологическая специфичность сохраняется. Это последнее обстоятельство обусловливает значительное расхождение данных о содержании гормона, получаемых биологическим и иммунологическим методами.

Сравнительные данные о последовательности паратгормонов человека, свиньи и быка (рис. 43.1) показывают, что в области остатков 1—34 существенных различий в последовательностях нет.

43. ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

1565

Оценка относительной биологической активности 34-членного ?-концевого фрагмента гормона человека основывалось на результатах определений in vitro, а именно на степени стимулирования аденилатциклазы коркового слоя почек. Хотя полученные данные свидетельствуют о том, что активность пептидного фрагмента гормона человека сходна с таковой соответствующих (синтетических) фрагментов бычьего и свиного гормонов, они, однако, требуют осторожной интерпретации. Плазматические мембраны: клеток коркового слоя почек, используемые в таких исследованиях, вызывают быструю деградацию пептидных гормонов в результате протеолиза. Полученные данные позволяют также предполагать, что либо остальная часть пептидной цепи гормона участвует* в связывании с рецепторами клеток-мишеней, либо некоторые замены аминокислотных остатков в сегменте I—34 влияют на специфичность связывания с различными клетками-мишенями. Это-предположение основано на данных, согласно которым in vitro аденилатциклазная система препарата коркового слоя почек человека стимулируется полипептидом 1—34 гормона человека сильнее, чем аденилатциклаза из ткани крысы. В общем ясно, что-некоторые различия в последовательности активного фрагмента гормонов разных видов, по-видимому, не приводят к серьезным изменениям гормональной функции.

Паратгормон находится в паращитовидной железе в виде про-гормона, в структуре которого на ?-конце имеется дополнительный гексапептид. ?-Концевые гексапептиды человеческого и бычьего прогормонов идентичны и лишь незначительно отличаются от соответствующих гексапептидов исследованных пропаратгормонов. других видов. Полагают, что прогормон является биологически-неактивным до тех пор, пока не удален его ?-концевой гексапептид.

В бесклеточных системах, полученных из клеток зародышей пшеницы или клеток асцитной опухоли мышей, при трансляции соответствующей мРНК, выделенной либо из человеческой, либо из бычьей паращитовидной железы, образуется полипептид (пре-пропаратгормон), в котором 25 аминокислот присоединены к ?-концу пропаратгормона (содержащего 90 аминокислотных остатков), непосредственного предшественника паратгормона (содержащего 84 аминокислотных остатка). Кроме того, препропарат-гормон, так же как и прогормон, может дополнительно иметь, небольшой пептидный фрагмент на С-конце. Препропаратгормон-был обнаружен также в интактных клетках паращитовидной железы; таким образом, было получено прямее доказательство того,, что он является биосинтетическим предшественником пропаратгормона. Превращение препрогормона (в прогормон) происходит в течение 1 мин после завершения его синтеза в шероховатом? эидоплазматической ретикулуме. Этот процесс аналогичен обра-

15Г)Г,

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

Рис. 43.2. Схема синтеза, процессинга и секреции паратгормона. Синтез прспропа-ратгормона (препроРТН) начинается на рибосомах. Когда растущая цепь достигает определенной длины, она попадает во внутреннее пространство эндоплазма-тического ретикулума (RER). При удалении ?-концевого фрагмента, содержащего 22—25 аминокислотных остатков, из препроРТН образуется проРТН; на схеме в его пептидной цепи обозначен ?-концевой гексапептид (?) и пептидный сегмент на С-конце. ПроРТН перемещается с помощью потребляющего энергию (~ Р) механизма в зону Гольджи, в которой связанный с мембраной протеоли-тический комплекс отщепляет ?- и С-концевые фрагменты; в результате образуется нативный паратгормон (РТН). Время, необходимое для образования гормона из предшественников, составляет примерно 15 мин; далее гормон упаковывается в гранулы. На схеме показано, как участок мембраны аппарата Гольджи формирует окруженную мембраной секреторную гранулу. Сформировавшиеся гранулы показаны на схеме под структурой Гольджи в Цитозоле; эти гранулы могут затем секретироваться путем экзоцитоза. Стрелка с надписью «шунт» указывает, что некоторое количество образовавшегося РТН может секретироваться, не входя в состав гранул; кроме того, некоторые секреторные гранулы могут «индивидуально» выпускать свое содержимое за пределы клетки. [Cohn D. V., Hamilton J. W., Cornell Vet., 66, 282 (1976).]

зованию ряда других пробелков и препробелков, когда примерно 20—25 ?-концевых аминокислотных остатков утрачивается при освобождении вновь синтезированной полипептидной цепи из шероховатого эндоплазматического ретикулума (гл. 41, 46 и 48).

Превращение прогормона в секретируемый паратгормон происходит примерно за 15—20 мин, как и в случае процессинга ряда других секретируемых белков. Этот период, как полагают, включает время, необходимое для транспорта прогормона от места его синтеза через гладкий эндоплазматический ретикулум и мик-

43. ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

1567

ротрубочкн до комплекса Гольджи, где происходит превращение прогормона в гормон и внедрение последнего в секреторные гранулы. Регуляторная роль Са2+ на этих последовательных этапах рассматривается ниже. Путь биосинтеза паратгормона представлен на рис. 43.2.

43.1.2. Регуляция секреции и действия паратгормона

Основным местом действия паратгормона являются почки и кости скелета; на каждый из этих органов гормон действует непосредственно. Главный объект гормональной регуляции — это концентрация ионов Са2+; последняя в свою очередь специфически влияет на гормональную секрецию паращитовидных желез.

43.1.2.1. Регуляция секреции паратгормона

Секреция паратгормона паращитовидными железами регулируется концентрацией ионизированного Са2+ в сыворотке; скорость-секреции изменяется обратно пропорционально [Са2+] и быстро-реагирует на изменения этой концентрации. Поэтому при снижении [Са2+] в сыворотке после инъекции фторидов, оксалатов или кальцийсвязывающих хелатных соединений секреция паратгормо-' на быстро повышается. Наоборот, при повышении [Са2+] происходит уменьшение секреции гормона. Регуляция секреции паратгормона концентрацией Са2+ в сыворотке основана на взаимодействии Са2+ с каким-то компонентом плазматической мембраны клеток паращитовидной железы (возможно, с ?-адренергическнм рецептором); в результате этого взаимодействия изменяется образование сАМР. Это приводит к немедленному изменению скорости секреции гормона (см. ниже). Помимо быстрого действия на скорость секреции гормона Са2+ может модулировать также (но более медленно) общее количество паратгормона, образуемого железой; согласно предполагаемому механизму эта модуляция осуществляется путем регуляции скорости внутриклеточной деградации гормона или прогормона. Это предположение основывается на наличии в клетках паращитовидной железы Са2+-чувствитель-ной протеолитической системы. В норме расщепляется до 90% вновь образованных гормона и прогормона. При понижении [Са2+] в железе в результате содержания животных на дефицитной по кальцию диете, а также при понижении [Са2+] в соответствующих опытах in vitro скорость деградации гормона уменьшается.

У человека период полужизни циркулирующего паратгормона составляет примерно 20—30 мин, что вполне сопоставимо с данными для других полипептидных гормонов подобного размера.

1568

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

-43.1.2.2. Действие паратгормона

Плазматические мембраны клеток тканей-мишеней содержат рецепторы, специфические к паратгормону. Связывание гормона ¦стимулирует мембранно-связанную аденилатциклазу; происходящее увеличение [сАМР] является непосредственной причино

страница 88
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(12.11.2019)