Меню
Яндекс.Метрика

Строение и биосинтез

Строение некоторых эндогенных опиатов показано на рис. 69-1. Хотя эти вещества химически не родственны морфину, исследования с моделированием соответствующих молекул показывают, что молекула морфина может принимать форму, сходную с гипотетической формой молекул энкефалинов и эндорфинов, которую они могут приобретать в момент их взаимодействия с рецептором.

Рис. 69-1. Строение некоторых эндогенных опиатных пептидов.

Четыре аминокислоты, составляющие аминоокончание (слева), одинаковы в каждом пептиде. В положении 5 обнаруживают метионин или лейцин.

По своему строению эти вещества идентичны друг другу по четырем аминокислотам в их аминоокончаниях, которые представляют собой активный центр молекулы, хотя каждое из этих веществ обладает различным биологическим действием. Эндорфины как класс лучше связываются с опиатными рецепторами, чем сам морфин, и они проявляют себя в 20—700 раз более сильнодействующими, чем алкалоиды морфина, в различных исследованиях их биологической активности, проводимых как in vitro, так и in vivo. В ряде случаев высокая лабильность может привести к недооценке величины их действия: она является результатом ферментного расщепления энкефалинов, веществ, имеющих наименьшие размеры молекулы.

Хотя опиатные пептиды имеют общие химические особенности, пути их биосинтеза различны. Синтез b-эндорфина (количество которого в организме наибольшее из всех эндорфинов) в гипофизе происходит как часть синтеза более крупной молекулы-предшественника (проопиомеланокортина, или ПОМК), которая также содержит полную последовательность актг, a-МСГ, b-МСГ и b-ЛПГ (рис. 69-2). Эта молекула-предшественник обладает также способностью образовывать другие формы эндорфина — фрагменты, называемые a-эндорфином и g-эндорфином. Внутри ПОМК существуют места отщепления прогормоноподобных веществ, что позволяет образоваться каждому из упомянутых выше пептидов в некоторых анатомических областях. Отсюда следует, что р-липотропный гормон, вероятно, является прогормоном для b-эндорфина. Хотя b-липотропный гормон обладает собственным спектром биологических свойств, его физиологическое значение у человека не определено. Важнее всего уяснить, что этот путь биосинтеза представляет собой единственный способ, посредством которого гипофиз продуцирует АКТГ. Следовательно, биосинтез АКТГ и биосинтез b-эндорфина сложным образом связаны между собой в гипофизе происхождением от одного и того же гена, который кодирует оба гормона. Всегда, когда в гипофизе секретируется АКТГ, там также происходит секреция b-эндорфина.

Рис. 69-2. Схема биосинтеза b-эндорфина в гипофизе.

Первоначальному синтезу единичного белка-предшественника — проопиомеланокортина (ПОМК) (мол. м асса около 31 000) — способствует трансляция гена, кодирующего структуру адренокортикотропного гормона (АКТГ), b-липотропного гормона (b-ЛПГ) и b-эндорфина. Полученные в результате расщепления прогормоноподобные вещества могут генерировать образование других гормонов из того же самого предшественника, хотя такой процесс происходит не в гипофизе, а в других тканях. МСГ — меланоцитстимулирующий гормон; ЛПГ — липотропный гормон; КППП — кортикотропиноподобный промежуточный пептид; АКТГ — адренокортикотропный гормон.

В разных тканях происходят дифференцированные превращения ПОМК. Такое превращение может включать в себя метаболическую инактивацию пептидов, генерируемых из молекулы-предшественника в определенных анатомических областях. Например, хотя в гипофизе не происходит превращения AKT Г в более мелкие фрагменты, в гипоталамусе молекула-предшественник превращается в a-МСГ. b-МСГ генерируется в промежуточной доле мозга у животных низших видов. У человека отсутствует промежуточная доля мозга как четко выраженное единое анатомическое образование, и поэтому b-МСГ у человека продуцируется только в отдельных разрозненных клетках гипофиза. Эти клетки гипофиза секретируют b-эндорфин, b-липотропный гормон и АКТГ. В других клетках конечные продукты секреции определяются видом расщепления большой молекулы пептида-предшественника ферментными системами внутри этих клеток. Хотя клетки нескольких типов могут синтезировать один и тот же первичный генный продукт, конечный профиль гормональной секреции может быть совершенно разным.

Энкефалины ведут свое происхождение от разных предшественников, например в надпочечниках происходит биосинтез энкефалина, представляющего собой часть большой молекулы (мол. м асса 50000) белка, — проэнкефалина-А, в котором содержится шесть повторов последовательности мет-энкефалина и одна структура лей-энкефалина (рис. 69-3). И снова типичные места отщепления прогормоноподобных веществ будут обусловливать структуру энкефалина. Динорфины и неоэндорфины ведут свое происхождение от третьей отдельной молекулы-предшественника — проэнкефалина-В. В структурах этих белков-предшественников закодированы дополнительные (загадочные) пептиды и они могут быть синтезированы в результате расщепления прогормоноподобных веществ. Неизвестно, секретируются ли эти таинственные пептиды in vivo, но некоторые из них были синтезированы химическим путем и, как установлено, могут оказывать биологическое действие.

Читать далее: Механизм действия