Объемы внутриклеточного протеолиза в несколько раз превышают объемы протеолиза в желудочно-кишечном тракте

Если механизмы переваривания белков в желудочно-кишечном тракте, описанные выше, достаточно подробно изучены и их исследование получило прямой выход в медицинскую практику, то о механизмах внутриклеточного протеолиза, занимающих по объему значительно большее место в обмене белков, известно мало. Наиболее хорошо в этих процессах известна роль лизосом и в последнее время много внимания уделяется АТФ-зависимым процессам протеолиза в цитозоле.

Аутофагия - процесс разрушения отработанных частей самой клетки. На электронных микрофотографиях нормальных клеток можно увидеть лизосомы, содержащие митохондрии и секреторные пузырьки. Отработанные органеллы могут быть утилизированы в лизосомах. Процесс деградации начинается с окружения органеллы мембранами, происходящими из ЭР, в результате чего образуется аутофагосома

В случае эндоцитоза и аутофагии захваченные в мембранные пузырьки белковые молекулы, после слияния с лизосомами, подвергаются протеолизу с участием лизосомальных протеолитических ферментов – катепсинов. Катепсины обозначаются заглавными латинскими буквами и являются протеазами одного из указанных выше классов протеаз.

Подобно фосфорилированию белков, изменяющему свойства белковой молекулы, в цитозоле происходит, зависимое от АТФ, соединение белков, подлежащих протеолизу, со специальным белком – убиквитином.

Убиквитин- небольшой белок, состоящий из 76 аминокислот, формирует плотно упакованную глобулу, с выступающим в окружающую среду С-концевым участком. Убиквитинилирование протекает в несколько этапов:

1. Убиквитин вначале активируется убиквитин активирующим ферментом, E1

2. Убиквитин переносится на остаток цистеина убиквитин коньюгирующего фермента, E2

3. Молекулы убиквитина переносятся на остатки лизина белков, предназначенных для распада. В ряде случаев для соединения с белком-мишенью необходимо участие вспомогательного белка, обеспечивающего узнавание белков, подлежащих гидролизу.

C-концевой остаток убиквитина связывается пептидной связью с аминогруппой боковой цепи лизина в белке-мишени. Это вызывает ковалентную модификацию структуры белка мишени (подобно фосфорилированию), что может изменять функцию этого белка. К одной молекуле может быть присоединено несколько молекул убиквитина с образованием полиубиквитина. Это может служить сигналом для переноса белка-мишени на большую.

Предполагается также, что убиквитинилирование подобно фосфорилированию может быть механизмом универсальной модификации белковых молекул.

Апикальную и базолатеральную мембраны энтероцитов аминокислоты проходят разными механизмами.

В мембране микроворсинок кишечника расположены специфические транспортные системы, участвующие в активном транспорте аминокислот в энтероциты. Различают несколько таких систем для переноса: 1. нейтральных аминокислот, 2. - алифатических гидрофобных аминокислот, 3. - иминокислот, 4. - кислых аминокислот, 5. - основных аминокислот. Работа некоторых их этих переносчиков зависит от ионов натрия, градиент которого (как и при всасывании глюкозы) обеспечивает их перенос через мембрану. Два переносчика также требуют Cl^-. У двух систем транспорт независим от Na⁺. Ди- и трипептиды транспортируются в энтероциты системой, которая требует Н⁺ вместо Na⁺. Большие пептиды всасываются в очень небольших количествах. В энтероцитах олигопептиды распадаются до аминокислот внутриклеточным гидролизом и образовавшиеся аминокислоты вместе с аминокислотами, посту пившим из кишечника покидают клетку через базолатеральную мембрану при помощи по крайней мере пяти транспортных систем. Две из этих систем зависимы и три независимы от Na⁺. Из межклеточного пространства аминокислоты и небольшие пептиды попадают в систему воротной вены.

Всасывание аминокислот активно происходит в верхних отделах тонкого кишечника. Часть белка не усваивается в тонком кишечнике и поступает в толстый кишечник, где используется микрофлорой.

У новорожденных возможно всасывание умеренных количеств непереваренных белков. Антитела материнского молока - представленные секреторными иммуноглобулинами (IgA), поступают в кровь из кишечника при помощи эндоцитоза с последующим экзоцитозом и обеспечивают пассивный иммунитет против инфекций. Этот процесс снижается с возрастом, но взрослые все еще абсорбируют небольшие количества белка. Чужеродные белки поступающие в кровь, способствуют образованию антител, и реакция на последующее поступление большего количества того же белка может вызвать аллергические симптомы, что объясняет происхождение аллергических реакций после приема некоторых пищевых продуктов.

Поглощение белковых антигенов, например, бактериальных и вирусных белков, происходит в больших М клетках, специализированных кишечных эпителиоцитах, которые передают антигены к лимфоидным клеткам, и активируют лимфобласты, в последующем секретирующие IgA в ответ на поступление того же антигена. Этот секреторный иммунитет - важный механизм защиты в кишечнике.

Поиск по сайту: