Proteazalar (proteinazalar, peptidazalar va proteolitik fermentlar) inson hayotida juda muhim rol o'ynaydi. Bugungi kunga kelib, inson organizmida ushbu fermentlarning 500 dan ortig'i aniqlangan, ular barcha genlarning 2% tomonidan kodlangan. Proteolitik faollik barcha hayot shakllari va viruslarda kuzatiladi.
Asosiy tasnif
Katalitik qoldiq asosida proteazlarni 7 ta keng guruhga bo'lish mumkin:
- Serin - serin spirtidan foydalanish.
- Sistein - sistein tioldan foydalanish.
- Treonin - ikkilamchi alkogol treoninning aylanishi.
- Aspartik - aspartat karboksilik kislota yordamida.
- Glutamik - karboksilik kislota glutamat yordamida.
- Metalloproteaza - metall aylanmasi, odatda rux.
- Asparagin peptid liazalari - Asparagin istisno reaktsiyasini amalga oshirish uchun ishlatiladi (suv talab qilmaydi).
Proteazalar birinchi marta proteolitik faolligiga ko'ra 84 oilaga guruhlangan va4 katalitik tur bo'yicha tasniflanadi:
- serin;
- sistein;
- aspartik;
- metall.
Manosi
Total proteolitik faollik tanadagi ko'plab jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Bular urug'lanish, hazm qilish, o'sish, etilish, qarish va hatto o'limdir. Proteazlar sintezning faollashuvini va oqsilli oziq-ovqatlarning yomonlashishini nazorat qilish orqali ko'plab fiziologik jarayonlarni tartibga soladi. Ular viruslar, bakteriyalar va parazitlarning ko'payishi va tarqalishida muhim rol o'ynaydi va shuning uchun patogen moddalar keltirib chiqaradigan kasalliklarning samarali uzatilishi uchun javobgardir. Bu fermentlar o'simta hujayralarining bo'linishi, o'pkaning hujayralararo bo'shliq va qon tomirlarini to'ldirishi va tananing boshqa to'qimalariga tarqalishiga imkon beradi.
Biologik funktsiyalar
Proteolitik faollik quyidagi funktsiyalarga ega:
- Tarjimadan keyingi ishlov berish. Metioninni olib tashlash va/yoki faol bo'lmagan yoki ishlamaydigan oqsilni faol birlikka aylantirishni o'z ichiga oladi.
- Prekursor oqsillarining parchalanishi. Bu proteazning faqat to'g'ri joylashuv va kontekstda faollashishini ta'minlash uchun kerak. Noto'g'ri proteolitik faollik tanaga juda zarar etkazishi mumkin.
- Oqsil degradatsiyasi. Hujayra ichida yoki hujayradan tashqarida paydo bo'lishi mumkin. Bir qator funktsiyalarni bajaradi: shikastlangan va g'ayritabiiy oqsillarni olib tashlaydi; ularning to'planishini oldini oladi; olib tashlash orqali hujayra jarayonlarini tartibga solishga xizmat qiladifermentlar.
- Ovqat hazm qilish. Oziq-ovqatlardan olingan oqsillar pepsin, tripsin, ximotripsin va elastaz ta'sirida peptid zanjirlariga bo'linadi. Ovqat hazm qilish fermentlarining noto'g'ri yoki muddatidan oldin faollashishini oldini olish uchun (bu pankreatitga olib kelishi mumkin) ular faol bo'lmagan zimogen rolini o'ynaydi.
Fermentlar
Proteolitik fermentlar bakteriyalar, viruslar, suv oʻtlarining ayrim turlari va oʻsimliklarda uchraydi. Ammo ularning aksariyati hayvonlarda. Fermentlarning proteolitik faolligining har xil turlari mavjud. Ular oqsillarning parchalanishi katalizlanadigan joylarga ko'ra tasniflanadi. Ikki asosiy guruh ekzopeptidlar va endopeptidazalardir. Tana ichida protein materiallari dastlab pepsin tomonidan hujumga uchraydi. Protein ingichka ichakka o'tganda, u qisman oshqozon tomonidan hazm qilinadi. Bu erda u oshqozon osti bezi tomonidan chiqariladigan proteolitik fermentlarga ta'sir qiladi. Keyin oshqozon osti bezi fermentlari ichakda faollashadi, oqsillarni uning devorlari tomonidan osongina so'riladigan aminokislotalarga aylantiradi. Shunday qilib, oshqozon osti bezi o'z-o'zini hazm qilishdan himoyalangan.
Bakteriyalar
Mikrob proteazalari fermentlarni sanoat-tijorat ishlab chiqarishda muhim guruhlardan biri hisoblanadi. Yuqumli kasalliklar patogenezidagi rolini aniqlash uchun bakteriyalarning proteolitik faolligini aniqlash bo'yicha tadqiqotlar o'tkazildi. Asosiy e’tibor turli qatiqlar va fermentlangan sutlardan sut kislotasi bakteriyalarini tekshirishga qaratildi. Ular tabiatda keng tarqalgan. Bular laktobakteriyalar, laktokokklar, bifidobakteriyalar, streptokokklar, enterokokklar va sporolaktobakteriyalardir. Ular turlarga, kichik turlarga, variantlarga va shtammlarga bo'lingan.
Proteolitik faollik sut kislotasi bakteriyalarining juda muhim xususiyati hisoblanadi. Bakterial proteazlar oqsillar va polipeptidlardagi gidroliz peptid bog'larini katalizlovchi fermentlardir. Ular sanoat biotexnologiyasi va farmatsevtikada muhim rol o'ynaydi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, 13 shtamm proteolitik faollikka ega. Ulardan beshtasi, ya'ni L1, L2, L6, L7, L9 eng yuqori faollikni ko'rsatdi.
Peptinlar
Pepsinning proteolitik faolligi tanadagi magnit maydon ta'sirida o'lchanadi. Pepsinning molekulyar tuzilishi D-fazoviy simmetriya bilan tavsiflanadi. Faol bo'lmagan proenzim pepsinogen oshqozon shilliq qavati hujayralarida sintezlanadi. Shuningdek, u turli xil biologik suyuqliklarda (qon, siydik, seminal va miya omurilik suyuqligi) mavjud. Pepsinogen avtokatalitik faollashuv bilan tavsiflanadi. Uning ajralishi vagus nervi, simpatik tolalar, gastrin, gistamin, sekretin va xoletsistokinin tomonidan rag'batlantiriladi. Gastrin parietal hujayra stimulyatori sifatida ishlaydi. Ushbu polipeptid 34 va 17 aminokislotalarni o'z ichiga olgan 2 shaklda mavjud. Pepsinning proteolitik faolligini standart gemoglobinga nisbatan o‘lchash fermentning ovqat hazm qilish faolligidagi o‘xshash o‘zgarishlarni aniqladi.
Proteoliz va kasallik
Anomal proteolitikfaoliyat ko'plab kasalliklar bilan bog'liq. Pankreatitda proteazlarning oqishi va ularning oshqozon osti bezida erta faollashishi oshqozon osti bezining o'z-o'zidan yonishiga olib keladi. Qandli diabet bilan og'rigan odamlarda lizosoma faolligi oshishi va ba'zi oqsillarning parchalanishi sezilarli darajada oshishi mumkin. Surunkali yallig'lanish kasalliklari (romatoid artrit) lizosomal fermentlarni hujayradan tashqari bo'shliqqa chiqarishga olib kelishi mumkin. Bu atrofdagi to'qimalarni yo'q qiladi. Proteazalar va antiproteazlar o'rtasidagi nomutanosiblik tamaki chekish natijasida kelib chiqqan emfizemada o'pka to'qimalarining buzilishiga olib kelishi mumkin.
Boshqa kasalliklarga mushak distrofiyasi, teri degeneratsiyasi, nafas olish va oshqozon-ichak kasalliklari, xatarli oʻsmalar kiradi.
Fermentsiz proteoliz
Proteinning magistral qismi neytral pH va xona haroratida suvda juda barqaror, ammo turli peptid bog'larining gidrolizlanish tezligi har xil bo'lishi mumkin. Peptid bog'lanishining yarim yemirilish davri 7 yildan 350 yilgacha.
Kuchli mineral kislotalar oqsillardagi peptid aloqalarini oson gidrolizlashi mumkin. Proteinni gidrolizlashning standart usuli uni 105°C ga qizdirish yoki xlorid kislotada 24 soat davomida namlashdir.
Aniqlash usuli
Proteolitik faollikni aniqlashning bir necha usullari mavjud. Masalan, kazein, gemoglobin yoki azokaseinning gidrolizi. Birinchi usul qimmat emas, lekin kazeinni eritish qiyin. Gemoglobin gidroliz usuli qimmatroq. Uni qo'llashda substratni denatüratsiya qilish kerak. Uchinchi usul buning oldini oladi, lekin u ham arzon emas. Eng tez, qimmat bo'lmagan usul sut substratidan foydalanishdir. U kamroq jihozlarni o'z ichiga oladi va o'quv kurslarida foydalanish mumkin. Buning uchun faqat yog'siz sut va suv hammomi kerak bo'ladi.
Eksperimental protsedura
2 mililitr bufer eritmasi (tarkibida CaCI2 bo'lgan natriy asetat pH 5,0) 3 millilitr yog'siz sutga qo'shiladi. Bu aralash 10 daqiqa davomida suv hammomida 30 ° C haroratda saqlanadi. Sutning koagulyatsiya jarayonini ko'rish uchun yorug'lik manbai ishlatiladi. Igna boshi kattaligidagi sut bo‘lagini koagulyatsiya qilish uchun qancha soniya kerak bo‘lsa, shuncha soniya o‘tkazib yuboradi. Aniqlik uchun etarli vaqt bir daqiqadan ikki daqiqagacha. Ferment blokirovkasi tanlangan eksperimental sharoitda bir daqiqada birinchi koagulyatsion fragmentni hosil qilish uchun zarur bo'lgan miqdor sifatida aniqlanadi.
Proteazlar virusga qarshi vosita sifatida
Hozirgi vaqtda virusli infektsiyalarni davolashda foydalanish uchun proteolitik faollikka ega boʻlgan bir qator tasdiqlangan dori vositalari mavjud. Ularning aksariyati asosan gerpes virusi, inson immunitet tanqisligi virusi, respirator sinsitial infeksiyalar va gripp A virusi infektsiyalarini davolash uchun ishlatiladi. Bular virus DNK sintezini inhibe qiluvchi nukleozid analoglaridir.
Soʻnggi oʻn yillikda olib borilgan tadqiqotlar shuni koʻrsatdiki, proteazlar koʻplab viruslarning hayot siklida mutlaq talab hisoblanadi. Ta'sir ham sodir bo'ladifunktsional mahsulotlarni olish uchun yuqori molekulyar og'irlikdagi prekursor oqsillarni parchalash yoki virus zarralarini yig'ish va morfogenezi uchun zarur bo'lgan strukturaviy oqsillarni katalizlash orqali.
Hozirgi kunga qadar to'rtta proteaz inhibitori tasdiqlangan:
- "Saquinavir" (Invirase, Ro 31-8959).
- Indinavir (Crixivan, MK-639).
- "Ritonavir" (Norvir, AVT-538).
- "Nelfinavir" (Viracept, AG1343).
Boshqa dorilar
Picornavirus proteazlari tibbiy ahamiyatga ega inson patogenlarining eng katta oilalaridan birini tashkil qiladi. Enteroviruslar turli klinik sindromlar, jumladan, yuqori nafas yo'llari kasalliklari, aseptik meningit, ensefalit, miokardit, qo'l, oyoq va og'iz kasalliklari bilan bog'liq. Bunday holda, proteazlar yordam beradi. Proteolitik faollikka ega ekspektoranlar:
- "Tripsin".
- "Ribonukleaza".
- "Chimozin"
Yana bir potentsial antihinovirus preparati bu Pleconaril.
