Справочник врача 21

Поиск по медицинской литературе


Гидролазы




Некоторые протеиназы активированных нейтрофилов отличаются выраженным провоспалнтельным эффектом. Выделено более 50 флогшенных факторов, среди которых катионные белки, различные свободные радикалы, кислые и нейтральные гидролазы. Среди гидролаз наибольшей повреждающей активностью обладают протеиназы, действие которых на систему факторов гемостаза носит многоплановый характер... [стр. 57 ⇒]

Нейтрофилы способны к фагоцитозу, однако выполняют его менее эффективно, нежели макрофаги. Поэтому эти клетки часто называют микрофагами. Более типичной реакцией нейтрофила на патоген является высвобождение содержимого цитоплазматических гранул во внеклеточную среду. Это явление называют дегрануляцией. Нейтрофилы содержат два типа гранул (первичные и вторичные), где сосредоточены основные факторы агрессии клетки. Так, в первичных гранулах находятся кислые гидролазы (фукозидаза, нуклеотидазы, галакгозидаза, маннозидаза и др.), нейтральные протеиназы (катепсин G, эластаза, коллагеназа), а также катионные белки, миелопероксидаза, лизоцим и мукополисахариды. Во вторичных гранулах нет кислых гидролаз, тут содержатся только факторы агрессии, активные в нейтральной и щелочной среде, — щёлочная фосфатаза, лактоферрин, лизоцим и белок, связывающий витамин В12. Тактика нейтрофилов состоит в первоочередном высвобождении вторичных гранул, ферменты которых достаточно активны на ранних этапах воспаления, пока в очаге не развился ацидоз. Позже нейтрофил высвобождает первичные гранулы, кислые гидролазы которых активно функционируют при низком рН. Несмотря на такое обилие ферментов, самыми эффективными... [стр. 50 ⇒]

При ознакомлении с работой лизосом, всегда возникает вопрос, почему же эти мембранные образования не переваривают сами себя? Мембранные компоненты лизосом очень устойчивы к гидролазам, содержащимся внутри лизосомных пузырьков. Мембраны лизосом уникальны. Оптимум рН для функционирования большинства лизосомных гидролаз близок к 5, поэтому клетка встраивает в лизосомные мембраны огромное количество протонных насосов (Н+ обменников), которые закисляют среду в поздних эндосомах и особенно в лизосомах. Мембраны лизосом отличает очень высокий уровень гликозилирования специфических гликопротеинов мембран лизосом. Эти белки типа ЛАМП или ЛГП (lamp и lgps) имеют специальные сигналы, которые позволяют им очень долго находиться в просвете АГ. Такое поведение ведет к тому, что полисахаридные цепочки у них становятся очень длинными и резко разветвленными с обилием молекул сиалиловой кислоты и фукозы на концах полисахаридных цепей. [стр. 543 ⇒]

Мембранные элементы лизосом защищены от действия кислых гидролаз олигосахаридными участками, которые или не узнаются лизосомными ферментами, либо просто мешают гидролазам взаимодействовать с ними. Если бы этого не было, то при повреждении стенки лизосомальные гидролазы выходили бы в цитоплазму и вызывали самопереваривание клетки. Такие ситуации случаются в патологии. [стр. 544 ⇒]

Северной Африки может достигать 1:5420 человек.79 Дефектный фермент, вызывающий заболевание, – это глюкозо-6-фосфатаза, которая конвертирует глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф) в глюкозу в печени. Тип Iа (болезнь von Gierke  – Гирке) возникает в результате недостаточной активности Г-6-Ф гидролазы (каталитической субъединицы) и составляет более 80% от всех случаев. Типы Ib (недостаточность транспорта Г-6-Ф), Ic и Id представляют аллельные дефекты трансолказ, ассоциированных с Г-6-Ф. Их наследование происходит по аутосомно-рецессивному типу. Ген Г-6-Ф (G6PC), кодирующий гидролазу, находится на хромосоме 17q21, ген Г-6-Ф транслоказы (G6PT)  – на 11q23. Мутации, отвечающие за БНГ I, описаны как у пациентов с типом Ia, так и с типом Ib.79... [стр. 1297 ⇒]

СИК - собственная измененная клетка МФ - макрофаги, убирают остатки ФНО - фактор некроза опухолей Макрофаги - это специфическая гетерогенная популяция клеток, отличающаяся по строению, функциям, локализации. Макрофаги играют важную роль в уничтожении собственных состарившихся структур в организме. В цитоплазме макрофагов много лизосом, которые содержат широкий спектр гидролаз. Гидролазы способны расщеплять практически все элементы. [стр. 7 ⇒]

Процесс созревания Основные этапы жизненного цикла неитрофилов схематически представлены на рис. 56-1. В норме нейтрофилы человека вырабатываются исключительно в костном мозге. Оптимальный подсчет позволил определить, что число стволовых клеток, необходимых для поддержания гемопоэза, соответствует 400—500. Получены убедительные доказательства, свидетельствующие о продукции моноцитами периферической крови и тканевыми макрофагами колониестимулирующих факторов и синтезе гормона (ов), необходимого(ых) для роста моноцитов и неитрофилов в костном мозге. Система гемопоэза не только производит достаточное количество неитрофилов (примерно 1,3- 10"/80 кг в сутки) для участия в физиологических процессах, но и создает резерв в костном мозге, который может быть мобилизован в ответ на воспаление или инфекцию. Увеличение числа неитрофилов в периферической крови называют н е й т р о ф и л и е й , а появление в ней незрелых клеток — сдвигом формулы крови влево. Уменьшение числа неитрофилов называют н е й т р о п е н н е й . Нейтрофилы происходят от полипотентной стволовой клетки. Конечные стадии гемопоэза характеризуются появлением клеток с различными морфологическими признаками. Миелобласт — это первая распознаваемая клетка-предшественник, за которой следует промиелоцит. Последний эволюционирует, когда образуются классические лизосомные гранулы, называемые п е р в и ч н ы м и , или а з у р о ф и л ь н ы м и . Первичная гранула содержит гидролазу, эластазу, миелопероксидазу и катионные белки. Пролимфоцит делится с образованием м и е л о ц и т а - клетки, ответственной за синтез с п е ц и ф и ч е с к и х , или в т о р и ч н ы х , г р а н у л , содержащих такие уникальные вещества, как лактоферрин, белки, связывающие витамин Bi2 и, вероятно, цитохром Ь, гистаминазу и рецепторы для некоторых хемоаттрактантов и факторов (промоторы), усиливающих адгезию. Вторичные гранулы не содержат кислые гидролазы и поэтому не относятся к классическим лизосомам. Они легко высвобождаются во внеклеточное пространство и их мобилизация, вероятно, важна для модуляции воспаления. На последних стадиях созревания деление клеток не происходит, но клетка через стадию метамиелоцита переходит в стадию нейтрофила с ядром в форме колбаски. Как только последний созревает, ядро приобретает сегментарную конфигурацию. При тяжело протекающих острых бактериальных инфекциях в цитоплазме неитрофилов становятся четко видны гранулы, получившие название т о к с и ч е с к и х г р а н у л я ц и й . Они представляют собой незрелые или аномально окрашивающиеся азурофильные гранулы. При инфекции обнаруживаются и цитоилазматические включения, так называемые тельца Доэля, по-видимому, представляющие собой фрагменты эндоплазматического ретикулума. При острых 123... [стр. 123 ⇒]

III КЛАСС. ГИДРОЛАЗЫ Гидролазы – ферменты, осуществляющие разрыв внутримолекулярных связей в субстрате (за исключением С-С связей) путем присоединения элементов Н2О, подразделяются на 13 подклассов. Ввиду сложности многих субстратов у ряда ферментов сохранены тривиальные названия, например, пепсин, трипсин. Коферменты отсутствуют. Примером подклассов служат группы ферментов, действующие на сложные эфиры, на простые эфиры, на пептиды, на углерод-углеродные связи. Гидролазы представлены ферментами желудочно-кишечного тракта (пепсин, трипсин, липаза, амилаза и другие) и лизосомальными ферментами. Осуществляют распад макромолекул, образуя легко адсорбируемые мономеры. Исторически названия гидролаз складывались из названия субстрата с окончанием "-аза" – коллагеназа, амилаза, липаза, ДНК-аза. Наиболее часто встречаются следующие рабочие названия гидролаз: 1. Эстеразы – гидролиз сложноэфирных связей. 2. Липазы – гидролиз нейтральных жиров. 3. Фосфатазы – гидролиз моноэфиров фосфорной кислоты. 4. Гликозидазыгидролизуют О- и S-гликозидные связи. 5. Протеазы, пептидазы – гидролиз белков и пептидов. 6. Нуклеазыгидролиз нуклеиновых кислот. [стр. 73 ⇒]

Лактоза составляет приблизительно 85 % углеводного состава женского молока, остальные 15 % представлены олигосахаридами, не всасывающимися в кишечнике и выполняющими пребиотическую — бифидогенную функцию. Фермент лактаза-флоризин-гидролаза относится к наиболее ранимым ферментам тонкой кишки. Она поверхностно расположена, активность ее значительно ниже, чем других ферментов пристеночного пищеварения. У недоношенных (с 28-й по 34-ю неделю гестации) активность лактазы составляет лишь 30 % ее у доношенных детей. Максимальная активность фермента наблюдается в возрасте 2–4 мес. При переходе на взрослый тип питания происходит снижение активности лактазы с одновременным нарастанием активности сахаразы и мальтазы, а также панкреатической амилазы. Выраженность клинических симптомов при ЛН обусловлена суммарным снижением активности фермента, количеством поступившей с пищей лактозы, характером кишечной микрофлоры, а также индивидуальной болевой чувствительностью к растяжению кишки газами. Различают первичную лактазную недостаточность, связанную с врожденной ферментативной недостаточностью, и вторичную вследствие повреждения энтероцита при инфекционных, воспалительных, аутоиммунных заболеваниях кишечника (тяжелые кишечные инфекции, воспалительные болезни кишечника, целиакия, аллергическая энтеропатия и  др.), а  также непереносимость лактозы при синдроме короткой кишки. В зависимости от снижения активности фермента выделяют гиполактазию (частичная лактазная недостаточность) и  алактазию (полное отсутствие активности  — чрезвычайно редкое состояние). В большинстве случаев у больных имеет место частичная лактазная недостаточность разной степени (рис. 9.3). Врожденный дефицит лактазы (первичная алактазия, MIM 223000) передается по аутосомно-рецессивному типу, встречается с  частотой 1:60  000, обусловлен мутациями в  кодирующей части гена лактазы (флоризин-гидролазы) LCT в  локусе 2q21. Первичная алактазия  — жизнеугрожающее состояние новорожденного с  профузной осмотической диареей сразу же после первого кормления грудным молоком, однако легко поддается коррекции при переводе на вскармливание безлактозной молочной смесью. Первичная гиполактазия взрослого типа — весьма распространенное состояние. Так, в Северной Европе она встречается у 3–4 % населения, в России от 16–18 до 30–40 %, а в Юго-Восточной Азии — до 90 %... [стр. 234 ⇒]

Микроорганизмы синтезируют разнообразные ферменты, которые принадлежат ко всем шести известным классам: оксидоредуктазам, трансферазам, лиазам, гидролазам, изомеразам и лигазам. Ферментный состав любого микроорганизма определяется его геномом и является достаточно стабильным признаком. Поэтому определение сахаролитических, протеолитических и других ферментов, образуемых определенными видами и даже вариантами бактерий, широко применяется для их идентификации. Вместе с тем ряд ферментов (нейраминидаза, гиалуронидаза, коагулаза и др.) способствуют проявлению патогенных свойств у возбудителей некоторых инфекционных заболеваний, поскольку субстратом их действия являются вещества, входящие в состав клеток и тканей организма человека (см. 2.2.2). Одни ферменты микроорганизмов локализуются в их цитоплазме, цитоплазматической мембране и периплазматическом пространстве, другие, например гидролазы, выделяются в окружающую среду. На этом основано деление ферментов на экзо- и эндоферменты. Функциональное назначение экзоферментов связано с расщеплением макромолекул в окружающей среде до более простых соединений, которые затем транспортируются в микробную клетку. Некоторые ферменты, локализованные в цитоплазме, функционируют независимо друг от друга, другие тесно связаны между собой, обеспечивая протекание метаболических реакций в определенной последовательности. Внутриклеточные ферменты, объединенные структурно и функционально, составляют м у л ь т и ф е р м е н т н ы е к о м п л е к с ы , например ферменты дыхательной цепи, локализованные на цитоплазматической мембране. Ферменты, которые постоянно синтезируются в микробных клетках в определенных концентрациях, называют к о н с т и т у т и в н ы м и. К ним относятся ферменты гликолиза. Ферменты, концентрация которых резко возрастает в зависимости от наличия соответствующего субстрата, называют и н д у ц и б е л ь н ы м и («индукция субстратом»), К ним относятся ферменты транспорта и катабо... [стр. 51 ⇒]

Любой живой организм превращает компоненты внешней среды в «себя», в «свою индивидуальную материю» путем биохимического «пищеварения». Своими литическими ферментами (протеазами, гидролазами), а также биохимическими окислителями (перекисными и оксидазотными радикалами) особь расщепляет чужое, органическое вещество до мелких метаболитов и использует их в реакциях синтеза своего органического вещества, а лишнее выводит назад во внешнюю среду. Так же протеазы, гидролазы и окислительные радикалы расщепляют и проникающие в организм инфекционные микроорганизмы. Только для трофических функций существует система пищеварения, а для расщепления и окисления инфекционных микроорганизмов у многоклеточных предназначены особые дифференцированные клетки — это фагоциты и определенные растворимые белки сыворотки крови: система комплемента, С-реактивный протеин (СРП), маннансвя^•зывающий лектин (МСЛ). СРП и МСЛ благодаряСсвойм бйсР" химичёсктткгхвпйствам способны связывать некоторые бактерии и^дшщэавлять» их на «съедение» фагоцитам. Такое явление, когда связывание микроорганизма обеспечивает в комплексе с неким растворимым белком возможность поглощения этого микроорганизма клеткой-фагоцитом, называют опсонизацией (от лат. opsonin — усиливающий). Растворимые белки, способные одной своей областью связать микроб, а второй областью — специальный рецептор (к себе) на клетке-фаго__цдаец_-дазывают опсонинами. " ~—~, У млекоТтитающих в сыворотке крови известно несколько различных по биохимической природе опсонинов: это СРП, МСЛ, компонент комплемента СЗ и самые многочисленные в отношении разнообразия связываемых микроорганизмов — иммуноглобулины — антитела — продукты биосинтеза В-лимфоцитов. СРП и МСЛ синтезируются клетками печени, вероятно, гепатоцитами. Ниже мы опишем их подробнее. Белки комплемента синтезируются также гепатоцитами и часть — макрофагами. [стр. 50 ⇒]

Например, щелочной агар, имеющий pH 9, служит для выделения холерного вибриона. Другие бактерии, в частности кишечная палочка, из-за высокого pH на этой среде не растут. Среды обогащения — это такие среды, которые стимулируют рост какого-то определенного микроорганизма, ингибируя рост других. Например, среда, содержащая селенит натрия, стимулирует рост бактерий рода Salmonella, ингибируя рост кишечной палочки. Дифференциально-диагностические среды служат для изучения ферментативной активности бактерий. Они состоят из простой питательной среды с добавлением субстрата, на который должен подействовать фермент, и индикатора, меняющего свой цвет в результате ферментативного превращения субстрата. Примером таких сред являются среды Гисса, используемые для изучения способности бактерий ферментировать сахара. Комбинированные питательные среды сочетают в себе элективную среду, подавляющую рост сопутствующей флоры, и дифференциальную среду, диагностирующую ферментативную активность выделяемого микроба. Примером таких сред служат среда Плоскирева и висмут-сульфитный агар, используемые при выделении патогенных кишечных бактерий. Обе эти среды ингибируют рост кишечной палочки. 3.1.2. Ферменты бактерий В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит деятельность ферментов, которые принадлежат к 6 классам: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы, лиазы, изомеразы. Ферменты, образуемые бактериальной клеткой, могут локализоваться как внутри клетки — эндоферменты, так и выделяться в окружающую среду — экзоферменты. Экзоферменты играют большую роль в обеспечении бактериальной клетки доступными для проникновения внутрь источниками углерода и энергии. Большинство гидролаз является экзоферментами, которые, выделяясь в окружающую среду, расщепляют крупные молекулы пептидов, полисахаридов, липидов до мономеров и димеров, способных проникнуть внутрь клетки. Ряд... [стр. 51 ⇒]

1.2. Ферменты бактерий В основе всех метаболических реакций в бактериальной клетке лежит деятельность ферментов, которые принадлежат к 6 классам; оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы, лиазы, изомеразы. Ферменты, образуемые бактериальной клеткой, могут локализоваться как внутри клетки — эндоферменты, так и выделяться в окружающую среду — экзоферменты. Экзоферменты играют большую роль в обеспечении бактериальной клетки доступными для проникновения внутрь источниками углерода и энергии. Большинство гидролаз является экзоферментами, которые, вы деляясь в окружающую среду, расщ епляю т крупные молекулы пептидов, полисахаридов, липидов до мономеров и димеров, способных проникнуть внутрь клетки. Ряд... [стр. 53 ⇒]

Активаторами окислительного взрыва могут служить ФМЛФ, С5а, различные микроорганизмы, покрытые соответствующими опсонинами. Почти весь дополнительно поглощенный кислород превращается сначала в супероксид или его анион. Фагоцитирующие клетки обычно продуцируют пероксид водорода. У нейтрофилов имеется три типа гранул: а) первичные, азурофильные, содержащие набор разнообразных гидролаз – катепсины A, D, Е, 5-нуклеотидазу, бета-галактозидазу, арилсульфатазу, бета-глюкуронидазу, эластазу, коллагеназу, катионные белки, миелопероксидазу, лизоцим, кислые мукополисахариды; б) вторичные «специфические» гранулы содержат лактоферрин, лизоцим, щелочную фосфатазу, белок, связывающий витамин В12. Таким образом, гранулы обоих типов содержат набор ферментов, достаточный для деградации всех или многих липидов, полисахаридов и белков чувствительных бактерий, что приводит к их значительной деструкции за короткий промежуток времени. в) третичные гранулы. Они похожи на обычные лизосомы и содержат кислые гидролазы. Слияние фагосом со специфическими (вторичными) гранулами происходит довольно быстро (через 30 секунд после начала фагоцитоза), а с азурофильными (первичными) лишь через 2–3 мин. Последовательность стадий слияния гранул обеспечивает условия, при которых деятельность переваривающих ферментов протекает с наибольшей эффективностью. Высвобождение же гранулярных ферментов наружу вызывают иммунные комплексы, С3а, С5а и пирогены через поверхностные рецепторы, а также цГМФ, а цАМФ уменьшает высвобождение гидролаз. В нейтрофилах очень много различных нейтральных и кислых протеиназ, которые могут катализировать образование кининов из различных кининогенов, активировать комплемент, повышать проницаемость сосудов. Кроме вазоактивных липидов: простогландина E2, тромбоксана А2 имеются ферментные системы, производящие мощные вазоактивные и хемотаксические пептиды (например, катализирующие превращение ангиотензиногена в ангиотензин II). В нейтрофилах содержатся низкомолекулярные катионные полипептиды и катионные белки. Активированные нейтрофилы осуществляют фагоцитоз, уничтожая микроорганизмы. Но следует помнить о том, что при высокой плотности полиморфноядерных нейтрофилов на единицу объема ткани наступает их самоактивация и образование очагов инфильтрированной ткани (абсцессы, фурункулы). Активированные нейтрофилы потенциально цитотоксичны для окружающих клеток. Признаки активации гранулоцитов в крови: гранулоцитоз, сдвиг лейкоцитарной формулы влево, токсическая зернистость. [стр. 45 ⇒]

8—70 мкмоль/л); • обнаружение в биоптатах кожи и печени гемосидерина. Наличие поражения сердца при гемохроматозе констатируется на основании клиники сердечной недостаточности и соответствующих, изложенных выше, данных ЭКГ и эхокардиографии. В неясных случаях производится эндомиокардиальная биопсия. Рестриктивные кардиомиопатии, вызванные болезнями накопления К болезням накопления относятся лизосомальные болезни накопления и гликогенозы. Лизосомальные болезни накопления Лизосомальные болезни накопления — это заболевания, вызываемые врожденным нарушением функции лизосом, недостаточностью лизосомальных ферментов (кислых гидролаз) и характеризующиеся накоплением субстрата этих ферментов в лизосомах различных органов и тканей. Лизосомы являются клеточными органеллами, в которых происходит расщепление белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов под влиянием кислых гидролаз на составляющие компоненты (аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, жирные кислоты). В зависимости от природы накапливающихся веществ лизосомальные болезни накопления подразделяются на мукополисахаридозы, ганглиозидозы, гликосфинголипидозы, гликопротеинозы, муколипидозы, лейкодистрофии и болезнь накопления липидов (Grabowski, 2001). Наиболее значительное поражение сердечно-сосудистой системы наблюдается при болезни Фабри. Болезнь Фабри Болезнь Фабри — врожденная недостаточность лизосомального фермента α-галактозидазы А, характеризующаяся нарушением расщепления нейтральных гликосфинголипидов и накоплением их преимущественно в виде тригексозилцерамида в плазме и лизосомах эндотелиоцитов и гладкомышечных клетках сосудистой стенки. Поражение сосудов приводит к ишемическим изменениям органов. [стр. 196 ⇒]

Указанные изменения особенно выражены в первые 4 недели заболевания, этому способствует также выход из лизосом кислых гидролаз, обладающих выраженным протеолитическим эффектом и повреждающих белковые структуры кардиомиоцитов и сосудов микроциркуляторного русла. Одновременно повышается активность тканевого гормона простагландина Е, поддерживающего воспаление. Активация перекисного окисления липидов в миокарде В миокарде имеется много свободных жирных кислот — субстратов для перекисного (свободнорадикального) окисления. В условиях воспаления, местного ацидоза, дисэлектролитных расстройств, недостатка энергии в миокарде усиливается перекисное окисление свободных жирных кислот, при этом образуются свободные радикалы, перекиси, которые повреждают кардиомиоциты как непосредственно, так и путем воздействия на лизосомальные гидролазы (повышается их проницаемость и из них выходят в клетку и внеклеточное пространство кислые гидролазы, обладающие протеолитическим эффектом). Белки клеточной мембраны кардиомиоцитов повреждаются и в крови накапливаются продукты их деградации — так называемые R-белки, имеющие молекулярную массу 6—8 килодальтон. Высокие титры Rбелков в циркулирующей крови (они выражаются в логарифмах концентрации) коррелируют со степенью тяжести миокардита (В. В. Федоров, 2001). Апоптоз кардиомиоцитов Апоптоз — запрограммированная клеточная смерть, процесс, благодаря которому из многоклеточного организма удаляются поврежденные, завершившие свой жизненный путь или нежелательные клетки без повреждения клеточного микроокружения. Подробно об апоптозе см. в главе «Кардиомиопатии». Кардиомиоциты являются высоко- и окончательно дифференцированными клетками, и в норме апоптоза кардиомиоцитов не наблюдается. Bennet (2002) включил миокардит в перечень заболеваний сердечно-сосудистой системы, при которых развивается апоптоз. Апоптоз при миокардите может индуцироваться цитотоксическими Т-лимфоцитами, фактором некроза опухоли-α, свободными радикалами, токсинами, вирусами, избыточным накоплением ионов кальция в кардиомиоцитах. Окончательно роль апоптоза кардиомиоцитов при миокардите не уточнена. Предполагается, что он наиболее выражен при наиболее тяжелых формах заболевания, сопровождающихся нарушением кровообращения, и при таком отдаленном исходе заболевания как дилатационная кардиомиопатия. [стр. 244 ⇒]

Лизосома — это «пищеварительная» вакуоль, содержащая около 60 гидролитических ферментов (гидролаз), обеспечивающих лизис фагоцитируемого материала (продукты метаболизма, изношенные органеллы, инородные частицы). В случае гибели клетки запускается механизм аутолиза: вышедшие гидролазы лизосомы лизируют структуры клетки. Синаптические пузырьки располагаются в цитоплазме концевого аппарата аксона, хотя могут находиться и в теле нейрона. Они содержат медиатор, обеспечивающий передачу нервного импульса с нейрона на нейрон (рабочий орган). Кроме того, клетки могут содержать осмиофильные тельца (липидные включения), пигменты (липофусцин, меланин). Окончательная роль пигментов не установлена. Определенно можно говорить о том, что уменьшение числа клеток, содержащих пигмент, в черной субстанции сопряжено со снижением содержания дофамина (в черной субстанции, хвостатом ядре) и развитием синдрома паркинсонизма. Нейроны отличаются друг от друга по форме (пирамидные, корзинчатые, звездчатые и др.), размерам, числу отростков, функциональному предназначению. По количеству отростков различают униполярные (одноотростчатые), псевдоуниполярные, биполярные, мультиполярные. Униполярные клетки встречаются у человека в период эмбрионального развития и в мезэнцефалическом ядре тройничного нерва. Псевдоуниполярные (периферический и центральный отростки возле тела клетки объединяются) клетки образуют спинномозговые узлы и ганглии чувствительных черепных нервов. Биполярные нервные клетки являются клетками специальной чувствительности (зрительной, слуховой, вестибулярной, обонятельной). Мультиполярные нейроны — двигательные и ассоциативные. [стр. 23 ⇒]

Н., 1966; Агафюнян В.В. и др., 1989]. С помощью электронного микроскопа прослежены все фазы миграции лейкоцитов [Адильгиреева Л.Х., 1966; Сызганов А.Н., Зумеров Е.Л., 1966]. В раннем периоде воспаления в экссудате преобладают лейкоциты, позже (на 2-е и 3-е сутки) к ним присоединяются лимфоциты, макрофаги. Нейтральные лейкоциты фагоцитируют микроорганизмы, некротические массы, лизируют нежизнеспособные ткани, выделяют медиаторы воспаления. Они имеют округлую форму, цитоплазма их обычно содержит большое количество мелких округлых включений различной плотности с мелкозернистым содержимым (нейтрофильные гранулы). В околоядерной зоне располагаются единичные митохондрии, пластинчатый комплекс и очень слабо развитая эндоплазматическая сеть [Саркисов Д.С. и др., 1990]. M .A llgow er (1956), E .C analis (1985) и др. доказали, что в цитоплазме нейтрофильных лейкоцитов находятся гранулы двух типов. Специфические гранулы, содержащие неферментные катионные белки и всю систему лактоферина, являются кладовыми бактерицидных белков, расходуемых на подавление фагоцитированных бактерий. В этих гранулах отмечается высокая активность ГЦФ. Азурофильные гранулы отличаются высокой активностью кислых гидролаз, в них содержатся миелопироксидаза, неферментативные катионные белки, лизоцим. Фагоцитоз включает в себя внутриклеточный протеолиз, в котором решающую роль играют азурофильные гранулы, содержащие кислые гидролазы [Пигаревский В.Е., 1978]. Нейтрофильные лейкоциты представляют собой высокодифференцированные клетки с низким уровнем... [стр. 646 ⇒]

Функции аппарата Гольджи: синтез полисахаридов, их взаимосвязь с белками, приводящая к образованию гликопротеинов (например, гликокаликса); модификация белков в аппарате Гольджи. Белки по мере движения по цистернам аппарата Гольджи «созревают», т. е. подвергаются модификациям: некоторые их аминокислоты фосфорилируются, ацетилируются и др. Подвергаются модификации и олигосахаридные цепи белков. При этом возникает специальный комплекс олигосахаридов; выведение готовых секретов за пределы клетки. Синтезированный на рибосомах и модифицированный в аппарате Гольджи экспортируемый белок упаковывается в вакуоли на транс-участке диктиосомы. Такие вакуоли движутся к поверхности клетки, соприкасаются с плазматический мембраной и сливаются с ней (экзоцитоз). Таким образом, содержимое вакуолей оказывается за пределами клетки; сортировка белков в аппарате Гольджи. Лизосомы представляют собой пузырьки, ограниченные одиночной мембраной. Все лизосомы содержат ферменты гидролазы (известно примерно 40 видов), что позволяет им участвовать в процессах внутриклеточного переваривания. По морфологии можно выделить первичные, вторичные лизосомы, аутофагосомы и телолизосомы (остаточные тельца). Первичные лизосомы — мелкие мембранные пузырьки 50–100 нм, содержащие набор гидролаз. Это неактивные структуры, еще не вступившие в процессы расщепления субстратов. Вторичные лизосомы — продукт слияния первичных лизосом с фагоцитарными или пиноцитозными вакуолями. При этом гидролазы первичной вакуоли получают доступ к субстратам, которые они начинают расщеплять. Аутофагосомы (аутолизосомы) — вторичные лизосомы, выполняющие функцию уничтожения измененных либо отслуживших свой срок клеточных компонентов. Телолизосомы (остаточные тельца) — вторичные лизосомы, содержащие не до конца переваренные продукты обмена либо пигментные вещества. Пероксисомы (микротельца) — это небольшие вакуоли (0,3–1,5 мкм), окруженные мембраной. В матриксе пероксисом располагаются кристаллоподобные структуры, которые состоят из регулярно упакованных фибрилл или трубочек. Пероксисомы, вероятно, образуются из расширенных концов цистерн эндоплазматического ретикулума. Функции пероксисом: в пероксисомах обнаруживаются ферменты, связанные с метаболизмом перекиси водорода (основной — каталаза). Каталаза разлагает перекись водорода на воду и кислород. Так как перекись водорода — токсичное вещество, эти ферменты выполняют важную защитную роль; обезвреживание ряда веществ (этанол и др.). Вакуоли растительных клеток. Одномембранные структуры. Мембрана центральной вакуоли носит название тонопласта. Полость вакуоли заполнена клеточным соком, в состав которого входят различные неорганические соли, са16... [стр. 16 ⇒]

HBV к тканям печени определен наличием специального рецептора (pre-S,), который имеет альбуминсвязывающую активность. Аналогичная зона полиальбумина находится на мембране гепатоцита. Но возможна и вне- печеночная репликация HBV, а именно - в клетках костного мозга и крови, лимфатических узлов и селезенки. Эти клетки также имеют на своей поверхности зоны связывания HBV в регионе pre-S,. При заражении процесс может развиваться двумя путями: репликативным и интегратив ным. В последнем случае происходит интегра ция (встраивание) генетического материала вируса в ДНК гепатоцита и формируется вирусоносительство. Механизм поражения гепатоцитов при ГВ до конца не изучен; считают, что ведущую роль играют активированные процессы пере- кисного окисления липидов и лизосомальные гидролазы. Пусковым фактором агрессии могут быть лимфотоксины, высвобождающиеся ■з эффекторных клеток, или сам вирус. Вследствие дезинтеграции мембран геватоцитов происходит разрушение органелл ■ лизосом, содержащих протеолитические ферменты - гидролазы (катепсины, РНК-азы, ДНК-азы и др.), которые принимают участие » процессе аутолиза и играют важную роль § непрерывном возобновлении клеток. Продолжительность жизни печеночных клеток • норме составляет в среднем 150 дней. Повреждение мембран резко ускоряет гибель гепатоцитов. При разрушении гепатоцитов происходит вквобождение вирусных и печеночных анти генов (последние это вирус-индуцированные яиюпротеидные компоненты гепатоцитов, вторые распознаются Т -клетками как “чу- пе~). Это ведет к запуску каскада последожтельных иммунопатологических реакций. Возникает реакция со стороны Т -клеточного жена, с последующей дифференциацией Т -=шмфоцитов, из них Т-цитотоксические метки принимают участие в цитолизе инщвнмрованных гепатоцитов. Реакция со ■ иушп 1 гуморального звена характеризуется шшолением специфических антител к анти... [стр. 849 ⇒]

Ответ к задаче №19 Аденилатциклаза – лиаза; фосфодиэстераза – гидролаза; протеинкиназа - трансфераза; протеинфосфатаза - гидролаза. Ответ к задаче №20 Глюкокиназа работает в печени, гексокиназа - в мышцах. Они являются изоферментами с разным сродством к глюкозе. У гексокиназы оно выше, и поэтому она работает при низких концентрациях глюкозы. ТЕМА №3. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ Ответ к задаче №1 Изоцитратдегидрогеназа, 2-оксоглутаратдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, так как они являются НАД+-зависимыми. Ответ к задаче №2 Метка находится в альфа-положении (2) оксалоацетата. Ответ к задаче №3 Интенсивность работы цикла Кребса снизится, так как восстановленный НАД является ингибитором изоцитратдегидрогеназы ключевого фермента цикла Кребса. Ответ к задаче №4 5 Пируват → 5 Ацетил -КоА → СО 2 + Н 2 О + 75АТФ. В присутствии ротенона синтезируется 15АТФ. В присутствии 2,4- динитрофенола (полное разобщение) – 5 АТФ (только за счет субстратного фосфорилирования). Ответ к задаче №5 В 1-ом случае синтезируется 6 молекул АТФ; во 2-ом - 7 молекул АТФ; в 3-ем - 5 АТФ. Ответ к задаче №6 Более мощным ядом будет антимицин, так как он блокирует поступление водорода на участке от убихинола, а значит водород не поступает не только от ФАД-зависимых дегидрогеназ, но и от НАДНдегидрогеназы. Ответ к задаче №7 Потребление кислорода убихинолдегидрогеназа. [стр. 61 ⇒]

В этих гранулах отмечается высокая активность щелочной фосфатазы. Азурофильные гранулы отличаются высокой активностью кислых гидролаз; в них содержится миелопероксидаза, неферментные катионные белки, лизоцим. Эти гранулы некоторые авторы называют первичными лизосомами [Пигаревский В. Е., 1977]. Фагоцитоз включает в себя внутриклеточный протеолиз (бактериолиз), в котором, очевидно, решающую роль играют азурофильные гранулы, содержащие кислые гидролазы. Принято считать, что нейтрофильные лейкоциты представляют собой высокодифференцированные клетки с низким уровнем биосинтетической активности и что основная роль их сводится к фагоцитозу микробов и внеклеточному лизису окружающих мертвых тканей. Исследования, выполненные Д. С. Саркисовым и соавт. (1984) с помощью электронно-микроскопической радиоавтографии, существенно меняют и расширяют эти представления. Во-первых, установлено неизвестное ранее явление резкого усиления синтеза РНК в лейкоцитах раневого экссудата, особенно гнойного, что не наблюдается в нейтрофильных лейкоцитах, взятых из крови. Во-вторых, нейтрофильные лейкоциты активно фагоцитируют не только микробов, но и некротизированные ткани, причем именно в таких лейкоцитах, содержащих крупные фагосомы с тканевым детритом, возобновляется интенсивный синтез РНК (рис. 2.3, 2.4). Большую роль в очищении раны от некротизированных масс играет и внеклеточный протеолиз, осуществляемый лейкоцитами. Максимум тканевого протеолиз а осуществляется лишь при рН 5,6 [Шимкевич Л. Л., 1977]. Очевидно, с тканевым протеолизом связано снижение ферментативной активности в зоне некроза, которое проявляется уже через 1—2 ч после повреждения [Raekallio J., 1970]. В зо43... [стр. 43 ⇒]

С помощью электронной микроскопии также было показано наличие в полиморфно-ядерных лейкоцитах двух типов гранул — азурофильных и специфических. И те, и другие гранулы полностью отождествлять с лизосомами других клеток нет достаточных оснований. Скорее всего они являются атипичными лизосомами [Пигаревский В. Е., 1978]. В специфических гранулах находятся кислые гидролазы ( катепсины D и Е ), коллагеназа. Азурофильные гранулы содержат нейтральные гидролазы, в частности эластазу, катепсин G, неспецифическую сериновую протеазу, миелопероксидазу, лизоцим (мурамидаза) и неферментные катионные белки. Активные гидролазы (лизоцим, липопротеинлипаза, эластаза и др.) выделяются также моноцитами и макрофагами [Carp H., Janoff A., 1983]. Большинство клеток очага воспаления обладают также высокой активностью лейцинаминопептидазы (ЛАП), работающей при щелочном значении рН. [стр. 111 ⇒]

Повышение содержания МПО во внутриклеточных вакуолях играет важную роль в разрушении фагоцитированных бактерий; во внеклеточной среде они токсичны для грибов и простейших. Однако общая цитотоксичность данных соединений может быть причиной серьезных повреждений тканей. В связи с этим установленный нами факт повышения активности МПО в клетках раневого экссудата можно рассматривать как нормальную защитную реакцию, направленную на регулирование уровня токсических продуктов свободно-радикального и перекисного окисления. Таким образом, значение лизосомальных гидролитических ферментов и компонентов гранул нейтрофильных лейкоцитов состоит в том, что они вызывают деградацию биомембран и высвобождение простагландинов, катализируют превращение неактивных форм других ферментов в активные (плазминоген, фактор Хагемана, калликреиноген), лизируют микроорганизмы, способствуют образованию продуктов, стимулирующих репарацию. На поверхности лейкоцитов обнаружены также активные полипептиды, в частности 02-микроглобулин, входящий в состав антигенов HLA-системы и в какой-то мере отражающий активность лимфоцитов. Повышенный уровень данного белка наблюдается при локальной лимфоидной инфильтрации. В периферической крови содержатся ингибиторы гидролитических ферментов — гликопротеиды, вырабатываемые главным образом в печени: си -антитрипсин (образует неактивные комплексы с эндопептид азами), aiантихимотрипсин (ингибирует катепсины и ряд других ферментов), аг-макроглобулин (обладает широким спектром антипротеазной активности), С1эстеразный ингибитор (тормозит активность многих гидролаз) и другие антиферменты, регулирующие уровень гидролаз в поврежденных тканях и периферической крови. 112... [стр. 112 ⇒]

Аминотрансферазы – ферменты, осуществляющие реакции переаминирования, т.е. межмолекулярный перенос аминогруппы (–NH2) с аминокислот на кетокислоты. Эти ферменты обладают специфичностью. Аминотрансферазы – двухкомпонентные ферменты, в состав кофермента входит витамин B6. В обмене веществ они играют большую роль, участвуют в образовании новых аминокислот в клетке. Гидролазы. К гидролазам относятся ферменты, катализирующие процессы расщепления и синтеза сложных органических веществ по типу гидролитических реакций с участием воды. Большинство гидролаз являются однокомпонентными ферментами. Гидролазы подразделяют на подгруппы в зависимости от вещества, на которое они действуют. Карбогидразы – катализируют гидролиз и синтез глюкозидов, ди-, три- и полисахаридов. Примерами карбогидраз, расщепляющих дисахариды, широко распространенных у микроорганизмов, служат: - мальтаза (α-глюкозидаза) – расщепляет мальтозу (солодовый, сахар) на две молекулы глюкозы; - сахараза (инвертаза, β-фруктофуранозидаза) – расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу; - лактаза (β-галактозидаза) – расщепляет молочный сахар (лактозу) на галактозу и глюкозу. Из гидролаз, действующих на полисахариды, наибольшее значение имеют следующие: - амилазы – ферменты, катализирующие гидролиз крахмала. Известно три типа амилаз: α-амилаза, β-амилаза и глюкоамилаза. Они различаются свойствами и способом 61... [стр. 79 ⇒]

К таким лигандам относятся жирные кислоты, жирорастворимые витамины, стероидные гормоны, билирубин, множество катионов, тиреоидные гормоны – Т3 и Т4, а также ксенобиотоки - лекарственные препараты (аспирин, салицилаты, сульфаниламидные препараты, пенициллин и др.). Адсорбция гидрофобных метаболитов и ксенобиотиков на соответствующих сайтах лежит в основе транспортной функции альбуминов. 3.Третьей функцией альбуминов является возможность использования их организмом в качестве резервных белков. Это обусловлено, с одной стороны, низкой молекулярной массой и их способностью проникать через расширенные межклеточные промежутки капилляров слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки в её полость, а с другой, - наличием в их составе всех незаменимых аминокислот.. Поэтому при белковом голодании они могут сбрасываться кровью в кишечник, где расщепляются протеазами с освобождением незаменимых аминокислот, встающих на путь всасывания и их дальнейшего использования.для синтеза ферментов, гормонов белковой природы и других жизненно важных белков. 7.10.2.2. Альфа-1-глобулины Альфа-1-глобулины – гетерогенная фракция, синтезирующаяся в гепатоцитах. В ее состав входят гликопротеины – так называемые белки острой фазы, количество которых увеличивается при воспалительных и деструктивных процессах, и транспортные белки К белкам «острой фазы» в составе альфа-1-глобулиновой фракции относятся альфа-1-антитрипсин и альфа-1-кислый гликопотеин. Альфа-1-антитрипсин, или ингибитор протеаз является основным белком альфа- 1 –глобулиновой фракции. В физиологических условиях постоянно деструктурируется определенная часть клеток. При этом из разрушенных лизосом освобождаются гидролазы, которые выходят в окружающие ткани и попадают в кровь, что вызывает большую опасность в связи с возможностью протеолиза и аутолиза клеток. В ответ на их появление печень в эквивалентных количествах начинает синтезировать антипротеазы, выход которых резко повышается при усилении деструкции клеток под влиянием бактериальной, токсической, физической, механической агрессии В качестве защиты печень начинает усиленно синтезировать ингибиторы этих гидролаз, что приводит к увеличению альфа-1-глобулинов. [стр. 39 ⇒]

Биологически активные вещества, секретируемые макрофагами 1) гидролитические ферменты (кислые гидролазы, лизосомальные гидролазы, лизоцим, коллагеназа, эластаза, активатор плазминогена); 2) ингибиторы ферментов (α2-макроглобулин, ингибиторы плазминогена и др.); 3) продукты окисления арахидоновой кислоты (ПГЕ2, Е1, F1 и F2, тромбоксан); 4) компоненты комплемента (С1, С2, С3, С4, инактиваторы и др.); 5) факторы коагуляции (протромбин, активатор плазминогена); 6) медиаторы (ИЛ-1, ФНО, ИФН – α, β, КСФ-М, КСФ-ГМ). [стр. 9 ⇒]

Лизосомы – это органеллы диаметром 0,1–2,0 мкм, основная функция которых заключается в расщеплении клеточных компонентов и маромолекул. Обычно клетка содержит несколько сотен лизосом. Процесс образования лизосом аналогичен процессу образования секреторных везикул. Основным отличием лизосом от секреторных везикул является набор гидролаз, позволяющий лизосомам участвовать в процессах внутриклеточного расщепления как экзогенных, так и эндогенных биологических макромолекул. Лизосомы содержат около 60 типов гидролаз (протеиназы, нуклеазы, гликозидазы, фосфорилазы, фосфатазы, сульфитазы), максимальная активность которых достигается при рН 5,0. В мембране лизосом находятся АТФ-зависимые протонные насосы – + Н -АТФазы, при фунционировании которых на мембране лизосом создается электрохимический градиент протонов. Внутренняя среда лизосом имеет рН 5,0, в то время как в цитоплазме рН 7,0–7,3. При рН, характерных для цитоплазмы, лизосомные ферменты обладают низкой активностью. Очевидно, это служит механизмом защиты клеток от самопереваривания в том случае, если лизосомный фермент случайно попадает в цитоплазму. Кроме того, липиды и белки лизосомной мембраны содержат олигосахариды, которые, как предполагается, препятствуют взаимодействию лизосомных ферментов с мембранами лизосом. Среди различных по морфологии лизосомных частиц можно выделить, по крайней мере, четыре типа: первичные лизосомы, вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца. Первичные лизосомы представляют собой мелкие мембранные пузырьки размером около 0,1 мкм, отщепляющиеся от аппарата Гольджи. В дальнейшем первичные лизосомы сливаются с фагоцитарными или пиноцитарными везикулами, образуя вторичную лизосому. При этом гидролазы первичной лизосомы получают доступ к субстратам эндоцитарной везикулы, которые они и расщепляют. Лизосомы могут сливаться друг с другом и таким путем увеличиваться в объеме, при этом усложняется их внутренняя структура. Поглощенные лизосомами биогенные вещества расщепляются гидролазами до мономеров, затем эти мономеры транспортируются в цитоплазму, где они вклю181... [стр. 182 ⇒]

8.4. Лизосомные ферменты сортируются в аппарате Гольджи мембраносвязанным белком-рецептором, узнающим маннозо-6-фосфат [56] Для образования лизосом необходим синтез специфических лизосомных гидролаз и мембранных белков. И те, и другие белки синтезируются в ЭР и транспортируются через аппарат Гольджи. Транспортные пузырьки, доставляющие их в эндолизосомы, а затем в лизосомы, отделяются от транс-сети Гольджи. Эти пузырьки должны включать именно лизосомные белки и не включать множество других белков, которые упаковываются в другие транспортные пузырьки и доставляются в другие органеллы. Каков механизм узнавания лизосомных белков? Что обеспечивает точность отбора? Собственно, эти же вопросы можно задать и в других случаях внутриклеточной сортировки, происходящей с участием транспортных пузырьков. На молекулярном уровне ответ известен только для одного класса ферментов-лизосомных гидролаз. Они имеют уникальный маркер- маннозо-6-фосфат. который присоединяется к N-связанным олигосахаридам этих растворимых лизосомных ферментов. Реакция протекает в пространстве цис-компартмента Гольджи. Соответствующие маннозофосфатные рецепторы группируются на мембране и затем концентрируются в покрытых клатрином окаймленных пузырьках. Они также были выделены и охарактеризованы. Оказалось, что эти рецепторы представляют собой трансмембранные белки, которые связывают лизосомные ферменты, отделяя их таким образом от всех остальных белков и собирая в окаймленные транспортные пузырьки. Эти пузырьки быстро теряют свою кайму и сливаются с эндолизосомами. В некоторых клетках небольшое количество рецепторов маннозо-6-фосфата присутствует в плазматической мембране, где они участвуют в эндоцитозе лизосомных ферментов, которые были выделены во внеклеточную среду. Благодаря этим рецепторам ферменты через окаймленные ямки попадают к эндосомам, а оттуда к лизосомам. Таким необычным путем, с помощью «старьевщиков» и доставляются в лизосомы гидролазы, которые избежали процесса упаковки в транс-сети Гольджи и были поэтому транспортированы к клеточной поверхности и выведены наружу. [стр. 69 ⇒]

Рис. 8-72. Транспорт вновь образованных лизосомных гидролаз в лизосомы. В цис-аппарате Гольджи предшественники лизосомных гидролаз «метятся» при помощи ман-нозо-6-фосфатных групп, а в транссети Гольджи отделяются от других типов белков. Это отделение происходит потому, что отпочковывающиеся от транс-сети Гольджи клатриновые окаймленные пузырьки содержат рецепторы маннозо-6-фосфата, связывающие лизосомные гидролазы. Пузырьки утрачивают «кайму» и сливаются с эндолизосомами (см. рис. 8-71). При низком рН, который существует в эндолизосомах, гидролазы отщепляются от рецепторов. Рецепторы возвращаются в аппарат Гольджи для проведения повторных циклов транспорта. Вероятность возвращения гидролазы в аппарат Гольджи вместе с рецептором сильно снижается за счет удаления фосфата от маннозного остатка. Хотя существует два структурно различных маннозо-6-фосфат-ре-цепторных гликопротеина, сильно отличающихся по размерам, они имеют сходную аминокислотную последовательность и, вероятно, выполняют сходные функции. рид при рН7 и отщепляет его при рН6; именно такой рН существует внутри эндолизосом. Лизосомные ферменты в эндолизосоме отделяются от белка-рецептора маннозо-6-фосфата и начинают расщеплять поглощенный материал, содержавшийся в эндосомах. Отделившись от «своих» ферментов, рецепторы восстанавливают структуру и возвращаются в мембрану транс-сети Гольджи, возможно, в составе окаймленных пузырьков (рис. 8-72). Такой механизм возвращения мембран из эндолизосом обратно в аппарат Гольджи весьма напоминает круговорот мембран между эндосомами и плазматической мембраной при опосредованном рецепторами эндоцитозе (см. разд. 6.5.10). Опосредованный рецепторами транспорт лизосомных гидролаз из аппарата Гольджи к эндолизосомам аналогичен эндоцитозу внеклеточных молекул, направляющему их от плазматической мембраны в эндосомы. В обоих случаях рецепторы собираются в покрытых клатрином участках мембраны (называемых окаймленными ямками); эти участки отшнуровываются от мембраны, образуя покрытые клатрином окаймленные пузырьки. Пузырьки доставляют затем лиганд к следующему компартменту, имеющему кислую среду, и оттуда рецепторы возвращаются в исходную мембрану. Круговорот маннозофосфатного рецептора был прослежен с помощью специфических антител, позволяющих локализовать этот белок в клетке. В норме рецепторы маннозо-6-фосфата обнаруживают в мембранах аппарата Гольджи и эндолизосом, но не в зрелых лизосомах. Если некоторые культивируемые клетки обработать слабым основанием (например аммиаком или хлорохином), которое накапливается внутри органелл с кислой средой и поднимает там рН до нейтрального, то рецепторы исчезают из аппарата Гольджи и появляются в эндолизосомах. Можно вызвать в таких клетках возвращение рецепторов в аппарат Гольджи, либо удалив слабое основание, либо добавив в культуральную среду большое количество маннозо-6-фосфата. При обоих воздействиях рецептор отделяется от связанного с ним фермента в эндолизосоме, в одном случае в результате вторичного закисления среды в органелле, а в другом - за счет конкурентного связывания с рецептором поглощенного маннозо-6фосфата. Эти эксперименты свидетельствуют о том, что перемещению рецептора обратно в аппарат Гольджи способствует его конформационное изменение, связанное с отщеплением гидролазы. [стр. 70 ⇒]

8.6. Присоединение к лизосомному ферменту нескольких групп маннозо-6-фосфата усиливает сигнал сортировки [58] Система отделения лизосомных гидролаз и отправки их в эндолизосомы работает благодаря тому, что маннозофосфатные группы добавляются в аппарате Гольджи только к определенным гликопротеинам. Для этого требуется специфическое узнавание гидролаз ферментами аппарата Гольджи, ответственными за присоединение маннозо-6-фосфата (М6Ф). Поскольку все гликопротеины, попадающие в компартмент Гольджи, имеют идентичные N-связанные олигосахаридные цепи, сигнал, по которому к олигосахариду добавляется М6Ф, должен находиться в самой полипептидной цепи каждой гидролазы. Для присоединения маннозофосфатных групп к лизосомным гидролазам необходима последовательная работа двух ферментов. Nацетилглюкозамин-фосфотрансфераза (GlcNAc-фосфотрансфераза) переносит GlcNAc-P-часть молекулы нуклеотид-сахара UDP-GlcNAc к остатку маннозы в олигосахарпде, а второй фермент - фосфогликозидаза-затем удаляет концевой GlcNAc, оставляя фосфат, в результате образуется маннозо-6-фосфат М6Ф (рис. 8-74). Фосфотрансфераза специфически связывается с гидролазой благодаря участку (или сайту) узнавания, не совпадающему с активным центром этой реакции (рис. 8-75). По-видимому, в данном случае сигнал для сайта узнавания представляет собой сигнальный участок, а не сигнальный пептид (см. разд. 8.1.6). Об этом свидетельствует тот факт, что при частичном... [стр. 72 ⇒]

Как только фосфотрансфераза узнает сигнал на гидролазе, она присоединяет GlcNAc-P к одному или двум маннозным остаткам в каждой олигосахаридной цепи. Поскольку большинство лизосомных гидро-лаз несут многочисленные олигосахариды, они приобретают много остатков М6Ф, что приводит к многократному усилению сигнала. Если при связывании обычной лизосомной гидролазы с сайтом узнавания фосфотрансферазы Ка составляет 105 л моль, то для множественно фосфорилированной гидролазы и маннозофосфатного рецептора соответствующий показатель равен 104 л/моль, т.е. их связь в 10000 раз прочнее. 8-38... [стр. 73 ⇒]

8.7. Дефекты GlcNAc-фосфотранеферазы вызывают у человека лизосомные болезни накопления [59] Лизосомные долети накопления сыграли решающую роль в раскрытии механизма сортировки лизосомных гидролаз. Эти болезни обусловлены генетическими нарушениями, в результате которых одна или несколько лизосомных гидролаз оказываются дефектными. Нерасщепленный субстрат такой гидролазы накапливается в лизосомах, что и обусловливает патологию. Обычно такие болезни вызываются мутацией в структурном гене, кодирующем отдельную гидролазу. Наиболее тяжелые симптомы характеризуют редкую форму патологии, называемую 1-клеточной болезнью (inclusion cell disease). У таких больных в лизосомах фиброблас-тов отсутствуют почти все гидролитические ферменты, а соответствующие нерасщепленные субстраты накапливаются в клетках в виде крупных «включений». I-клеточная болезнь обусловлена рецессивной мутацией единственного гена. Это означает, что она проявляется только у людей, получивших дефектные копии гена от обоих родителей. При изучении 1-клеточной болезни оказалось, что в лизосомах все гидролазы отсутствуют, но в крови они обнаруживаются. Из этого следует, что структурные гены, кодирующие их, не повреждены. Аномалия в данном случае вызвана нарушениями процесса сортировки в аппарате Гольджи, в результате чего гидролазы вместо того, чтобы поступать в лизосомы, секретируются. Неправильная сортировка происходит из-за повреждения или отсутствия GlcNAc-фосфотранеферазы. Лизосомные ферменты в таких клетках не фосфорилируются и маннозофос-фатный рецептор не может собрать их в окаймленные пузырьки в транссеги 1 ольджи. Вместо этого они доставляются к клеточной поверхности и секретируются. Те олигосахариды, которые у нормальных лизосомных ферментов содержали бы М6Ф, превращаются в олигосахариды «сложного» типа, содержащие GlcNAc, галактозу и сиаловую кислоту. Это показывает, что в норме фосфорилирование маннозы в г^мс-компартменте Гольджи предотвращает последующий процессинг олигосахаридов гидролаз в сложные формы в промежуточном и ш/?«нокомпартментах Гольджи. Интенсивные исследования биохимического механизма 1-клеточной болезни в конце 60-х гг. натолкнули на мысль о том, что все лизосомные ферменты имеют общий маркер. В конце 70-х гг. при сравнении гидролаз у нормальных и больных людей было установлено, что им является маннозо-6-фосфат. Вскоре после этого удалось выделить и очистить рецептор маннозо-6-фосфата, GlcNAc-фосфотрансферазу, кроме того была выяснена роль аппарата Гольджи в механизме сортировки лизосомных гидролаз. При 1-клеточной болезни лизосомы в клетках некоторых типов, например, в гепатоцитах, содержат нормальный набор лизосомных... [стр. 73 ⇒]

Заключение Лизосомы специализируются ни внутриклеточном расщеплении веществ. Они содержат уникальные мембранные делки и большое количество разных гидролитических ферментов, которые лучше всего работают при кислых точениях рН (рН5), характерных для содержимого лизосо.м. Кислый рН в лизосомах поддерживается при помощи АТР-зависимой протонной помпы в их мембранах. Вновь синтезированные белки лизосом переносятся в полость ЭР, затем транспортируются через аппарат Гольджи и из транс-сети Голъджи с помощью транспортных пузырьков доставляются в промежуточный компартмент (эндолизосому). Лизосомные гидролазы содержат N-связанные олигосахариды, которые модифицируются в цис-компартменте Гольджи таким образом, что их остатки маннозы фосфори.шруются. Эти маинозо-6-фосфатньк (М6Ф) группы узнаются в транс-сети Гольджи М6Фрецептором, который отбирает гидролазы и помогает упаковывать их в отпочковывающиеся покрытые клатрином пузырьки. Транспортные пузырьки, содержащие рецептор маннозо-6-фосфата. действуют подобно челнокам, доставляя рецептор от транс-сети Гольджи к эндолизосомам и обратно. Низкий уровень рН в эндолизосомах вызывает диссоциацию комплекса лизосомной гидролазы и рецептора, делая транспорт гидролаз однонаправленным. [стр. 74 ⇒]

Третий поток завершается в цитоплазме клетки и называется лизосомальным потоком. По этому пути определенные гликопротеины, фосфорилированные по маннозе, и некоторые гликозаминогликаны направляются в лизосомы. Нарушение формирования и перемещения лизосомального потока в КГ приводит к тому, что гидролазы не попадают в лизосомы и выводятся из клетки. При этом гидролазы обнаруживаются в плазме крови (например, при наследственной болезни муколипидозе II типа). В лизосомах фибробластов таких больных накапливается большое количество нерасщепленных веществ из-за отсутствия ферментов, что приводит к тяжелым последствиям. 4.5. Лизосомы Лизосомы (ЛС) - универсальный органоид эукариот, который представляет собой маленькие мембранные пузырьки диаметром 0,1-0,4 мкм. ЛС формируются из прелизосом, отшнуровывающихся от КГ. Сливаясь, они образуют первичную ЛС, внутри которой находится лизосомальный матрикс. Белковые компоненты матрикса синтезируются в ЭР, а углеводные (гликозаминогликаны) - в КГ. В ЛС содержатся ферменты гидролазы, с помощью которых сложные органические молекулы расщепляются на более простые. Известно более 40 различных гидролаз: протеазы, нуклеазы, гликозидазы, липазы, фосфолипазы, фосфатазы, сульфатазы. Все они относятся к кислым гидролазам, т. к. обладают наибольшей активностью при рН=5. В ЛС работают протонные насосы (Н+-АТФазы). 20% гидролаз локализуются в мембране ЛС и 80% - в матриксе. Исходно лизосомальные гидролазы не активны, иначе они расщепили бы сами себя. Для подавления активности гидролаз в первичной ЛС задействовано несколько механизмов: - сохранение концевой маннозо-6-фосфатной группировки подавляет действие гидролаз; - недостаточно кислая среда (рН>5) в первичной ЛС подавляет активность гидролаз; - гликозаминогликаны лизосомального матрикса являются ингибиторами гидролаз; - активность некоторых гидролаз подавляется гликосфинголипидами внутреннего слоя мембраны ЛС. ЛС участвуют в клеточных фагических циклах, в ходе которых макромолекулы расщепляются до более простых соединений, и из них... [стр. 35 ⇒]

Выделяют два вида фагических циклов: - аутофагический цикл (аутофагия) - процесс захватывания в ЛС внутриклеточных веществ; - гетерофагический цикл (гетерофагия) - процесс захвата и переваривания в ЛС внеклеточных веществ (захваченной может быть и целая клетка). Существуют несколько вариантов аутофагии. Типичный вариант (макроаутофагия) начинается с формирования мембранного пузырька аутофагосомы (АФС), в которой заключены компоненты, подвергающиеся гидролизу. Мембраны АФС являются производными ЭР или КГ. АФС сближается с первичной ЛС (при участии тубулинтранслокаторной системы), они сливаются, и образуется промежуточная структура аутофаголизосома (АФЛС). В ней происходят важные события, которые необходимы для активации гидролаз: - включаются Н+-насосы (триггером является слияние мембран АФС и первичной ЛС), и среда становится кислой (рН<5); - с помощью кислой фосфатазы дефосфорилируются гидролазы; - гидролиз ингибиторов гидролаз - гликозаминогликанов матрикса. В АФЛС весь набор лизосомальных гидролаз становится активным, и они начинают расщеплять содержимое лизосомы. С этого момента АФЛС обозначают как вторичная ЛС. Со вторичной ЛС могут сливаться новые первичные ЛС и АФЛС, и процесс гидролиза во вторичных ЛС повторяется вновь и вновь. В отличие от макроаутофагии, при микроаутофагии АФС не образуются. Макромолекулы попадают в первичные ЛС непосредственно через ее мембрану, или с помощью мелких мембранных пузырьков, которые образуются самой мембраной ЛС. После нескольких циклов аутофагии может произойти инактивация гидролаз, ЛС становится неактивной и образуется телолизосома (ТЛС), которая содержит нерасщепленные макромолекулы. У низкоорганизованных живых организмов ТЛС вступают в экзоцитоз, их содержимое выводится из клетки. У многоклеточных организмов такой вариант грозил бы загрязнением внутренней среды, поэтому ТЛС остаются в клетке в виде остаточных телец и, возможно, могут также уничтожаться в аутофагическом цикле. Иногда гидролазы могут выводиться из ЛС в гиалоплазму и там катализировать внелизосомальный гидролиз. [стр. 36 ⇒]

Функции ЛС в аутофагическом цикле: - участие во внутриклеточной регенерации (старые молекулы, структуры разрушаются до простых веществ, а из них строятся новые, необходимые клетке молекулы и надмолекулярные структуры); - регуляция количества веществ в клетке: избыток веществ, синтезированных в клетке, уничтожается в ЛС (процесс кринофагии), часто встречается в секреторных клетках; - эндогенное питание (в условиях голодания ЛС переваривают внутриклеточные вещества, это опасно при длительном голодании, когда клетка начинает переваривать собственные белки); - участие ЛС в процессе исчезновения эмбриональных органов, которые больше не нужны развивающемуся организму (хвост, жаберные щели, перепонки между пальцами у эмбриона человека). Дестабилизирующие агенты, такие как ионизирующее облучение, жирорастворимые витамины (A, D и Е), токсины грибов, вызывают разрушение мембран ЛС. Гидролазы выходят в гиалоплазму и неконтролируемо расщепляют компоненты клеток, при этом происходит лизис клетки (аутолизис). Стресс, интенсивные физические нагрузки, гипо- и гипертермия также могут приводить к выходу гидролаз из ЛС. С другой стороны, ряд химических веществ обладают стабилизирующим эффектом в отношении мембран ЛС. Такими стабилизирующими свойствами обладают холестерол, гормоны кортизон и кортизол, а также салицилаты (например, аспирин). Эти препараты используют в медицине для подавления фагических циклов, которые лежат в основе воспалительных процессов. При гетерофагическом цикле в процессе эндоцитоза формируется гетерофагосома (ГФС), которая содержит вещество, подлежащее расщеплению. ГФС сливается с первичной ЛС и формируется гетерофаголизосома (ГФЛС). Начиная с этого момента, события, происходящие при гетерофагии, идентичны таковым в аутофагии: - активация Н+-насосов ГФЛС; - дефосфорилирование гидролаз; - разрушение лизосомального матрикса. В результате этих событий первичные ЛС превращаются во вторичные, и в них происходит гидролиз фагоцитированных веществ. Простые вещества транспортируются из ЛС в гиалоплазму. Вторичная ЛС может повторять гетерофагический цикл много раз. После этого она теряет свою активность и превращается в ТЛС (остаточное тельце). [стр. 37 ⇒]

Первичные JTC также могут вступать в процессы экзоцитоза, в результате которого гидролазы ЛС становятся ферментами гликокаликса клетки. Здесь они осуществляют внеклеточный гидролиз макромолекул (например, пристеночное пищеварение в гликокаликсе эпителиальных клеток кишечника). Клетки иммунной системы - фагоциты (нейтрофилы и макрофаги) принимают участие в гетерофагическом цикле. Нейтрофилы содержат большое количество первичных ЛС и активно фагоцитируют бактерии (их называют профессиональными убийцами бактерий). Эти фагоциты формируют очаг воспаления и погибают (гной в местах воспаления - это «кладбище» погибших нейтрофилов). Процесс воспаления можно подавить аспирином или кортизолом (противовоспалительные препараты), которые стабилизируют мембраны ЛС. Макрофаги также могут уничтожать бактерии, но одна из их основных функций - это гетерофагия погибших клеток собственного организма (эритроцитов в печени, фрагментов клеток, подвергшихся запрограммированной гибели, погибших нейтрофилов). Итак, функции гетерофагического цикла: - трофическая или функция питания (типична для одноклеточных организмов); - защитная функция (лизосомы расщепляют вредные вещества или даже чужеродные клетки); - сенсибилизация (усиление) иммунного ответа (клетка фагоцитирует вредное вещество, обрабатывает его в ЛС, после чего оно становится еще более опасным и затем экзоцитирует его), в результате развивается сильная иммунная реакция; - участие ферментов акросомы (гигантской ЛС в головке сперматозоида) при оплодотворении, в результате растворяются оболочки яйцеклеток. Известно большое количество наследственных заболеваний, обусловленных дефектами лизосомальных гидролаз. Такие заболевания называются болезнями накопления, т.к. дефектные гидролазы (или их отсутствие) не способны расщеплять вещества и они накапливаются в клетках (чаще всего в самих ЛС). ЛС становятся огромного размера, в клетках наблюдается дефицит продуктов гидролиза, что часто приводит к тяжелым патологическим последствиям и даже к гибели больных. Болезни накопления подразделяются на группы: - гликогенозы (нарушен гидролиз гликогена, который накапливается в печени и приводит к увеличению ее размера);... [стр. 38 ⇒]

Трансферазы участвуют в реакциях метаболизма, связывающих процессы обмена углеводов, белков и липидов. 3. Гидролазы – ферменты, катализирующие реакции гидролиза, т.е. реакции расщепления веществ с присоединением элементов воды по месту расщепляемой связи: R–R + H2O ==> R–OH + R –H Гидролазы широко представлены в живых организмах. К ним относятся ферменты, участвующие в переваривании белков, углеводов и липидов в желудочно-кишечном тракте (протеазы, гликозидазы и липазы соответственно). Многие гидролазы применяются в пищевых технологиях. 4. Лиазы – ферменты, катализирующие негидролитический разрыв связей С–С с образованием двойных связей. Примером такой реакции служит расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата с образованием двух фосфотриоз, катализируемое ферментом альдолазой: CH2OPO3H2 H... [стр. 53 ⇒]

Активаторы повышают скорость ферментативных реакций вследствие: а) изменения конформации фермента; б) изменения химического состава фермента; в) увеличения количества фермента; г) уменьшения количества фермента. 11. В состав коферментов входят: а) α#аминокислоты; в) гормоны; б) витамины; г) жирные кислоты. 12. Название класса ферментов указывает на: а) конформацию фермента; в) тип кофермента; б) молекулярную массу фермента; г) тип химической реакции. 13. Ферменты, катализирующие реакции расщепления с участием воды, относятся к классу: а) гидролаз; в) оксидоредуктаз; б) изомераз; г) трансфераз. 14. Ферменты, катализирующие реакции внутримолекулярного переноса, относятся к классу: а) гидролаз; в) оксидоредуктаз; б) изомераз; г) трансфераз. 15. Ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса, относятся к классу: а) гидролаз; в) оксидоредуктаз; б) изомераз; г) трансфераз. 16. Ферменты, катализирующие окислительно$восстановительные реакции, относятся к классу: а) гидролаз; в) оксидоредуктаз; б) изомераз; г) трансфераз. 17. Каждый фермент имеет индекс: а) двухзначный; в) четырехзначный; б) трехзначный; г) пятизначный. 18. Фермент с индексом 1.1.1.27 относится к классу: а) гидролаз; в) оксидоредуктаз; б) изомераз; г) трансфераз. 37... [стр. 36 ⇒]

Смотреть страницы где упоминается термин "гидролазы": [37] [69] [61] [18] [162] [26] [114] [90] [159] [479] [504] [27] [28] [13] [45] [76] [12] [56] [54] [59] [151] [79] [16] [121] [4] [124] [115] [12] [65] [98] [13] [262] [33] [16] [43] [4] [155] [39] [160] [164] [21] [19] [23] [7] [12] [99] [100] [100] [316] [1]