Основы биохимии Том 1 - А. Ленинджер 1985

Биомолекулы
Вода
Некоторые пептиды обладают высокой биологической активностью

Кроме пептидов, образующихся в результате частичного гидролиза молекул белка, существует много пептидов, встречающихся в живых организмах как свободные соединения, не связанные со структурой белков. Особенно интересен тот факт, что многие свободные пептиды обладают высокой биологической активностью. Например, к пептидам или полипептидам относится ряд гормонов. Гормоны служат химическими медиаторами, вырабатываемыми специализированными секреторными клетками эндокринных желез - поджелудочной железы, гипофиза и надпочечников; с током крови гормоны переносятся в другие ткани или органы и регулируют их специфические функции. Гормон инсулин, вырабатываемый ß- клетками поджелудочной железы, поступает с кровью в другие органы, особенно в печень и мышцы, где связывается с находящимися на поверхности клеток рецепторами и стимулирует способность этих клеток использовать глюкозу в качестве метаболического топлива. Инсулин состоит из двух полипептидных цепей, одна из которых содержит 30 аминокислотных остатков, а другая-21. К полипептидным гормонам относится также другой гормон поджелудочной железы, глюкагон, действующий как антагонист инсулина, и кортикотропин, вырабатываемый передней долей гипофиза и стимулирующий функционирование надпочечников. Кортикотропин состоит из 39 аминокислотных остатков.

Молекулы некоторых гормонов представляют собой гораздо более короткие пептидные цепи. В число таких гормонов входят окситоцин (девять аминокислотных остатков) - гормон, синтезируемый в задней доле гипофиза и стимулирующий сокращение матки; брадикинин (девять остатков) - гормон, подавляющий воспалительные процессы в тканях, и тиреолиберин (три остатка), синтезируемый в гипоталамусе и стимулирующий синтез другого гормона, тиреотропина (тиреотропного гормона), вырабатываемого передней долей гипофиза (рис. 5-23). Особого упоминания заслуживают энкефалины - короткие пептиды, синтезируемые в центральной нервной системе. Связывание энкефалинов со специфическими рецепторами некоторых клеток мозга приводит к аналгезии, т.е. ослаблению болевых ощущений. Энкефалины (что значит «находящиеся в голове») представляют собой наркотики (опиаты), вырабатываемые самим организмом; они связываются с теми же участками мозга что и морфин, героин и другие наркотические вещества. К пептидам относятся и некоторые очень токсичные ядовитые вещества, содержащиеся в грибах, в частности аманитин, а также многие антибиотики, которые можно рассматривать как своего рода «химическое оружие», производимое одними микроорганизмами и «убивающее» другие микроорганизмы.

Рис. 5-23. Некоторые природные пептиды, обладающие высокой биологической активностью. Аминоконцевые остатки находятся слева. А. Брадикидин - гормоноподобный пептид с противовоспалительной активностью. Б. Окситоцин - гормон, образующийся в задней доле гипофиза. На цветном фоне - остаток глицинамида (NH₂CH₂CONH₂). В. Тиреолиберин - гормон, образующийся в гипоталамусе. Г. Энкефалины - пептиды мозга с опиатоподобной активностью. Д. Грамицидин С-антибиотик.

Стрелки указывают направление от аминоконцевого к карбоксиконцевому остатку. Оrn - обозначение орнитина - аминокислоты, не встречающейся в белках. Обратите внимание, что в состав грамицидина С входят два остатка D-аминокислоты.

Особенно примечательно, что все эти пептиды, оказывающие столь сильное биологическое воздействие, состоят из аминокислот, которые сами по себе являются совершенно безвредными нетоксичными соединениями. Отсюда ясно, что биологическая активность и специфичность действия пептидов и полипептидов полностью определяются последовательностью составляющих их аминокислотных остатков.