Catepsinele. În afara enzimelor proteolitice ale tractului gastro-intestinal, organismele animale contin o serie de peptid-hidrolaze localizate intracelular în diferite tesuturi. Acestea poarta numele de catepsine, au un pH optim de actiune în zona slab acida si îndeplinesc functia de a degrada proteinele celulare în vederea reînnoirii acestora. În prezent se cunosc 5 tipuri de catepsine care au fost notate cu A, B, C, D si E si care se deosebesc între ele în functie de specificitatea de substrat, pH optim de actiune etc.
Catepsina A se întâlneste preponderent în muschii scheletici si splina si mai puti 13513h720n n în alte tesuturi. Studiul specificitatii de substrat a demonstrat faptul ca aceasta enzima este asemanatoare din acest punct de vedere cu carboxipeptidaza A din sucul pancreatic. Studii cinetice au fost efectuate cu substratul sintetic carbobenzoxi-glutaril-tirozina asupra caruia catepsina A actioneaza la un pH optim de 5,6. S-a mai demonstrat ca cisteina si glutationul redus manifesta un slab efect activator asupra acestei enzime.
Catepsina B hidrolizeaza amidele benzoil-argininei si benzoil-lizinei (substrate sintetice utilizate în studiile cineticii enzimatice), în prezenta cisteinei ca activator. Aceasta enzima este localizata preponderent în splina si mai puti 13513h720n n în glanda tiroida, ficat, plamâni, rinichi si glandele suprarenale. Cele mai mici cantitati se gasesc în sânge, inima, creier si muschii scheletici. Într-o serie de experiente efectuate pe animale de laborator iradiate s-a demonstrat ca ponderea activitatii catepsinei B din splina revine fagocitelor. Acest lucru este de o importanta deosebita deoarece în acest mod, catepsina B poate degrada proteinele prinse în fagocitoza.
Cele mai bune substrate pentru catepsina B din splina si hepatocite sunt gelatina, γ-lactoglobulina, albumina serica etc., precum si unele substrate sintetice pe care le hidrolizeaza cu viteze maxime la pH cuprins între 3,0 si 6,0.
Catepsina C este o proteinaza sulfhidrilica tipica raspândita în majoritatea tesuturilor animale. Ea scindeaza hidrolitic resturi dipeptidice de la extremitatile N-terminale ale proteinelor substrat, putând fi considerata ca o aminopeptidaza speciala. În afara de capacitatea proteolitica, catepsina C mai poate actiona si ca o transferaza. În domeniul slab acid (la pH = 5,0) predomina activitatea hidrolitica, iar în mediu neutru si slab alcalin predomina activitatea trans-peptidazica.
Catepsina D este localizata în splina, ficat, glandele suprarenale, muschii scheletici, creier si alte organe si hidrolizeaza cu viteza maxima hemoglobina denaturata la pH = 3,0 si albumina serica denaturata la pH = 4,2 dar nu actioneaza asupra substratelor specifice celorlalte catepsine. Activitatea acestei enzime nu se modifica în prezenta cisteinei, iodacetamidei, p-clor-mercuribenzoatului si a EDTA (reactivi specifici pentru grupele sulfhidril), ceea ce demonstreaza faptul ca, spre deosebire de catepsinele B si C, catepsina D nu este o proteinaza tiolica.
Proteinaze active în mediu neutru si alcalin. Existenta proteinazelor active în mediu neutru si alcalin a fost observata în multe organe si tesuturi si în primul rând în eritrocite, plamâni, muschii striati, creier etc. Dintre acestea mai bine studiate sunt kininegeninele, numite si kallicreine (E.C. - 3.4.4.21.), enzime cu un pH optim de actiune în domeniul slab alcalin. Cantitatile cele mai mari se întâlnesc în glandele salivare si în pancreas. Kallicreinele actioneaza asupra globulinei plasmatice din molecula careia cliveaza o decapeptida cu rol hormonal numita kallidina ce contine în molecula trei resturi de prolina, câte doua resturi de arginina si fenilalanina si câte un rest de lizina, glicocol si serina. Ca si în cazul celorlalte proteinaze pancreatice, kallicreina se sintetizeaza sub forma zimogenului sau inactiv numit prokallicreina ce poate fi convertit în enzima activa atât autocatalitic cât si sub actiunea hidrolitica a tripsinei.
Renina (E.C. - 3.4.4.15.) este o proteinaza sintetizata în rinichi ce prezinta o înalta specificitate de substrat. Aceasta enzima este total diferita de renina gastrica ce se întâlneste în stomacul rumegatoarelor în prima perioada de viata.
Importanta fiziologica a reninei tisulare consta în participarea sa la sistemul hormonal de reglare a presiunii sanguine si a bilantului hidro-mineral în organismul animal. Prin actiunea sa asupra glicoproteinei plasmatice numita angiotensinogen sau hipertensinogen se formeaza angiotensina I care nu prezinta activitate fiziologica dar care reprezinta substratul asa-numitei enzime de convertire sub actiunea careia trece în angiotensina II cu un puternic efect vasoconstrictor. În felul acesta, renina reprezinta o peptid-hidrolaza cu o înalta specificitate de substrat care scindeaza hidrolitic legatura peptidica Leu-Leu din molecula angiotensinogenului.
Atât în sânge cât si în alte tesuturi se întâlnesc enzimele numite angiotensinaze care au rolul de a scinda în continuare angiotensina II ce îsi pierde în felul acesta activitatea fiziologica. Enzima din serul sanguin se numeste angiotensinaza A si este o aminopeptidaza.
În diferite tesuturi animale au fost identificate unele aminopeptidaze care hidrolizeaza numai legaturile peptidice formate de aminoacizii bazici, respectiv acizi. Astfel, hidroliza selectiva a resturilor N-terminale ale aminoacizilor monoamino-dicarboxilici este realizata de aminopeptidaza A care se gaseste în cantitati mari în rinichi si duoden si care este activata de ionii de Ca2+. Se mai cunoaste o enzima capabila sa cliveze resturile N-terminale de lizina si arginina ale proteinelor substrat. Aceasta a primit numele de aminopeptidaza B si este activata de ionii de Cl-. În afara de enzimele enumerate mai sus, în tesuturile animale se mai întâlnesc si alte enzime proteolitice: aminotripeptidaza, unele dipeptidaze etc.
Rolul biochimic al enzimelor proteolitice tisulare nu este înca pe deplin elucidat. Se presupune ca ele joaca un rol important în catabolismul proteinelor endogene pentru furnizarea aminoacizilor necesari proceselor biosintetice, contribuind în felul acesta la procesul de reînnoire continua a proteinelor. Astfel, peste 50% din totalul aminoacizilor din ficat si aproximativ 30% al celor din muschi se formeaza în conditii normale pe calea scindarii proteinelor endogene, sub actiunea proteinazelor tisulare. În primele etape ale foamei proteice însa, aceste cifre cresc considerabil (pâna la 90% si respectiv 50%).
Proteoliza intracelulara mai poate juca un rol important într-o serie de alte procese fiziologice cu un caracter mai aparte cum ar fi metamorfoza la insecte si vertebrate, dezvoltarea imunitatii naturale si altele. Proteinazele tisulare mai pot participa la biosinteza si degradarea altor substante biologic active. Astfel, în afara de participarea reninei la formarea angiotensinei I si cea a kallicreinelor la biosinteza kallidinei, se mai cunoaste participarea catepsinelor lizozomale din glanda tiroida la formarea triiodtironinei si tiroxinei. Este, de asemenea, posibil ca proteinazele intracelulare din pancreas sa joace un rol important în biosinteza insulinei din precursorul acesteia - proinsulina. Acest proces infirma teoria conform careia proteoliza tisulara ar fi numai o cale de degradare a proteinelor, proteinazele putând juca un rol activ în formarea unor molecule proteice specifice.
|
