Білково-пептидні гормони

Ці гормони, як правило, утворюються шляхом процесингу білкових попередників. Такі білки-попередники називаються прогормон. Проте зазвичай спочатку синтезуються препрогормонов, з яких утворюються прогормони, а потім вже самі білкові гормони.

Синтез білкових попередників гормонів здійснюється на мембранах шорсткого ретикулума ендокринної клітини. Синтез внутрішньоклітинних білків також відбувається на цих мембранах, а завершується отщеплением утворилася поліпептидного ланцюга в цитоплазму. У разі ж секреторних білків утворилася поліпептидний ланцюг повинна проникнути через мембрану у внутрішні порожнини ретикулума. Синтез білка починається з N-кінця, а у багатьох секретується білків перші 20-25 амінокислотних залишків на N-кінці є однаковими. Як тільки відбувся синтез цього сигнального пептиду, рибосома разом з мРНК і синтезує білки прикріплюється до мембрани ретикулуму, оскільки на мембрані є структури, узнающие і зв’язують цю послідовність, загальну для секретується білків. Ця загальна для секретується білків сигнальна послідовність складається з гідрофобних амінокислотних залишків, тому вона впроваджується в мембрану і в міру синтезу пептидного ланцюга проникає через мембрану у внутрішній простір ретикулума. Після термінації синтезу препрогормонов опиняється всередині ретикулума, після чого від нього відщеплюється “зайвий” N-фрагмент, побудований з 20-25 амінокислотних залишків, і препрогормонов стає прогормоном.

Перетворення прогормона в гормон здійснюється в мембранах, що формують апарат Гольджі. Для того щоб білковий гормон потрапив у ці мембрани, ендоплазматичнийретикулум формує спеціальні везикули, які потім отшнуровиваются від нього і потрапляють в цитоплазму. Везикули з прогормоном рухаються в цитоплазмі за рахунок енергозалежних процесів, в яких беруть участь мікротрубочки і мікрофіламенти. Потрапляючи на мембрани апарату Гольджі, ці везикули зливаються з ними, а прогормон виявляється всередині порожнин, оточених мембранами апарату Гольджі. Там специфічна протеаза отщепляет від прогормона “зайві” фрагменти. Утворені при цьому молекули гормону окружаются мембраною апарату Гольджі і у вигляді спеціальних везикул транспортуються до плазматичної мембрани. Усередині цих везикул, як правило, містяться спеціальні білки і кофактори, що призводить в міру транспорту цих везикул до їх дозріванню. Усередині цих везикул завершується модифікація молекули гормону (наприклад, ацетилювання N-кінця білка або амідування його С-кінця). Після злиття зрілих везикул, що містять молекули гормону, з плазматичноїмембраною відбуваються їх розрив і викид гормону і спустошені везикули знову надходять у цитоплазму ендокринної клітини.

Така послідовність подій встановлена ​​для цілого ряду білково-пептидних гормонів. Проілюструємо її на прикладі синтезу і процесингу молекули інсуліну.

Препроинсулин людини, що утворюється в результаті синтезу на шорсткою ретикулуме β-острівців Лангерганса підшлункової залози, являє собою одну поліпептидний ланцюг, що складається з 109 амінокислотних залишків. Після завершення синтезу цей пептид виявляється усередині ретикулума. Там від його N-кінця отщепляется гідрофобний фрагмент, що складається з 23 амінокислотних залишків. У молекулі проінсуліна все сульфгідрильні групи замкнуті правильно, т. Е. Так само, як і в молекулі інсуліну. Везикули з проінсуліном переносяться в апарат Гольджі, і там мембранна протеиназа вищепляются з молекули проінсуліна (1-86) фрагмент 31-65. В результаті цього утворюється інсулін – 2 ланцюга А і Б, з’єднані між собою SS-містками. Везикули, які формує апарат Гольджі, захоплюють інсулін, вищепленію пептид (31-65), частина проінсуліна (близько 5% від кількості інсуліну), Zn2 + (ці іони з високою спорідненістю приєднуються до інсуліну, змінюють його просторову структуру і перешкоджають розчиненню). Після приєднання інсулінових гранул до плазматичноїмембраною у міжклітинний простір вивільняється весь секрет везикул.

Синтез молекули проінсуліна відбувається за 1-2 хв. Транспорт проінсуліна від ЕПР до апарату Гольджі займає 10-20 хв. Дозрівання везикул, несучих інсулін від апарату Гольджі до плазматичної мембрани, протікає протягом 1-2 ч. При дії на β-клітини глюкози стимулюється головним чином злиття інсулінових везикул з плазматичними мембранами, що призводить до посиленої секреції, а швидкості синтезу, процесингу і внутрішньоклітинного транспорту інсуліну практично не змінюються.

Від початку синтезу білково-пептидних гормонів до моменту появи їх у місцях секреції проходить 1-3 ч. Регуляція рівня цих гормонів в крові реалізується не шляхом зміни швидкості синтезу або внутрішньоклітинного транспорту, а шляхом активації або інгібування їх секреції. Велика кількість цих гормонів запасено в секреторних гранулах. Регуляторний сигнал, що надходить в ендокринну залозу, викликає спустошення частини цих гранул, в результаті чого концентрація гормону в крові може швидко і значно підвищуватися.

Концентрація білково-пептидних гормонів в крові звичайно становить 10-10-10-11 М. При стимуляції ендокринної залози концентрація відповідного гормону зростає в 2-5 разів. Так, наприклад, в стані спокою в крові людини міститься близько 0,2 мкг АКТГ (у розрахунку на 5 л крові), а при стресі це кількість зростає до 0,8-1,0 мкг. У нормальних умовах в крові міститься 0,15 мкг глюкагону і 5 мкг інсуліну. Коли людина голодна, зміст глюкагону може підвищуватися до 1 мкг, а зміст

Інсуліну – знижуватися на 40-60%. Після ситного обіду концентрація глюкагону в крові в 1,5-2,8 рази знижується, а вміст інсуліну підвищується до 10-25 мкг.

Напівперіод життя білково-пептидних гормонів в крові становить 10-20 хв. Вони руйнуються протеиназами клітин-мішеней, крові, печінки, нирок. Можлива інактивація гормону і в самій ендокринної залозі.

Крім протеїназ, инактивировать гормони можуть і інші ферменти, модифікують структуру білкової або пептидного молекули. Так, наприклад, нативна молекула інсуліну не піддається протеолізу. Першим етапом в інактивації інсуліну є дія трансдегідрогенази, яка каталізує реакцію відновлення сульфгідрідних груп в молекулі інсуліну. Вільні ланцюга інсуліну стають доступними для протеолізу і руйнуються інсуліназой, протеїназою, розташованої на мембранах клітин-мішеней і володіє специфічністю і високою спорідненістю до інсуліну.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.50 out of 5)

Білково-пептидні гормони