Главная / Здоровье / Реакции организма / Тиоловые белки. Тиолдисульфидная редокс-система и ее роль в процессах биологической регуляции

Тиоловые белки. Тиолдисульфидная редокс-система и ее роль в процессах биологической регуляции

Оцените статью

Определение скорости взаимодействия HS-групп индивидуальных белков с блокирующими их тиоловыми реагентами позволяет говорить о присутствии в молекуле нативного белка трех видов сульфгидрильных групп, различающихся по своей реакционной способности. К ним относятся «свободно реагирующие» HSгруппы, легко взаимодействующие с мягкими окислителями; «вялые» (sluggish) HS-группы, которые блокируются только более сильными реагентами, и «маскированные» группы, вступающие в реакцию лишь после предварительной денатурации белка [1].

Химическая модификация HS-групп белка сказывается на его молекулярной структуре и биологической активности. Впечатляющей иллюстрацией значения этого факта являются некоторые тиоловые ферменты. В ряде случаев при определении разными авторами зависимости активности тиоловых энзимов от концентрации реагента, блокирующего HS-группы, прослеживается общая закономерность — повышение активности при низких концентрациях и нарастающее снижение активности по мере их увеличения. Такой эффект был обнаружен М.Н. Кондрашовой [15] при изучении реакций дыхательной цепи; его наблюдали при действии гидроперекиси линолевой кислоты на активность сукцинатдегидрогеназы [16], при действии п-хлормеркурифенилсульфоната на активность Mg2+-зависимой нуклеозиддифосфокиназы [17], при действии вазопрессина на активность Na+, К+ аденозинтрифосфатазы синаптических мембран головного мозга крыс [18]. О том же говорят и сильные различия активности этого фермента в окисленной и восстановленной среде, обсуждаемые в разделе 3.3.

Упомянутая закономерность позволяет думать о существовании двух альтернативных состояний макроструктуры молекулы фермента, обусловленных количеством и локализацией модифицированных HS-групп белка, и соответственно — двух альтернативных состояний его биологической активности. Заметим в этой связи, что М.Г. Гольдфельд и соавт. [19] высказывали гипотезу, согласно которой мембранная аденозинтрифосфатаза хлоропластов растений находится в двух конформационных состояниях, различающихся по «характеру активности», отметив при этом, что переходы между этими состояниями могут быть вызваны редоксагентами.

К настоящему времени в представлениях о механизмах биологической регуляции сформировалась концепция, позволяющая объединить в единое целое множество как известных ранее, так и описанных в последние годы фактов, рассматривая их под одним общим углом зрения. Речь идет о существовании прямой зависимости биохимических реакций и физиологических процессов от окислительно-восстановительного состояния (redox status-ROS) биологической системы и окружающей среды, причем в рамках этой концепции особое внимание привлекает редокс-состояние тиолдисульфидной системы [9, 20-26].

Складывается впечатление, что с тиоловыми белками связаны практически все основные биологические функции, поскольку к числу этих белков относятся: различные ферменты (оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы и многие другие энзимы); белки клеточных мембран; сократительные белки мышечной ткани; белки, участвующие в клеточном делении; белки, участвующие в передаче генетической информации; рецепторные и другие сигнальные белки; белки с иными специфическими функциями (альбумины, глобулины, фибриноген, гемоглобин и др.). Таким образом, оказывается, что все эти белки принимают участие в процессах обмена веществ, энергии и информации, регуляции проницаемости клеточных мембран, мышечного сокращения, клеточного деления и роста, т. е. в проявлениях основных, важнейших свойств живых организмов.

Ключевым звеном биохимического механизма всех этих процессов являются окислительно-восстановительные превращения тиоловых соединений. Образование дисульфидных связей в результате мягкого окисления сульфгидрильных групп и возможность их регенерации в результате восстановительного расщепления дисульфидных связей являются признаком обратимости редокс-превращений тиолов и дисульфидов, что объединяет обе эти формы в рамки единой функциональной окислительно-восстановительной, тиолдисульфидной системы (ТДС). Понятно, что редокс-состояние ТДС должно находиться в теснейших взаимосвязях с общим редокс-состоянием живого организма, его органов, тканей, клеток и субклеточных структур. Увеличение или уменьшение скорости реакции окисления сульфгидрильных и восстановления дисульфидных групп приводит к изменению их концентраций и соответственно к изменению величины тиолдисульфидного отношения (ТДО) и редокс-потенциапа (Ео) ТДС.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Поля для обязательного заполнения *

*

Подняться вверх