Ферменты и старение-3

Если образование коллагена хорошо изучено, то о синтезе эластина мы почти ничего не знаем. Эластин — это еще один важный склеропротеид, который придает основному веществу соединительной ткани упругость. Он существенно отличается от коллагена по числу и последовательности аминокислот. Поджелудочный сок содержит фермент, специфически приспособленный для расщепления эластина, — эластазу (панкреатическую пептидазу), под действием которой эластические волокна распадаются на тонкие фибриллы. Эластаза состоит из двух компонентов с различным оптимумом рН. С возрастом структура коллагена и эластина изменяется; соответственно изменяется и реакция их по отношению к специфическим ферментам, так что мы имеем здесь превосходную модель для исследований, касающихся биохимии старения и действия ферментов.
Вероятно, те же фибробласты синтезируют наряду с коллагеном и эластин. Это означало бы, что должны существовать две системы рибосом с соответствующими группами ферментов. Возможно также, что некоторые процессы частичного синтеза коллагена и эластина протекают параллельно и тогда одна группа ферментов была бы излишней.
Молекулы коллагена не вполне стабильны; их физические свойства зависят от числа водородных связей и поперечных мостиков.
В дермальном слое стареющей кожи коллагеновые волокна замещаются эластиноподобными фибриллами.
Поскольку синтез обоих белков происходит в фибробластах и регулируется ферментами, можно думать, что какое-то изменение в этом регуляторном механизме приводит к выбору иного варианта синтеза пептидов на рибосомах. Если исходить из предположения, что все структурные белки непрерывно образуются на протяжении всей жизни, то можно также высказать гипотезу, что комплекс ферментов в клетках в течение жизни подвергается заметным качественным изменениям. С этим могла бы быть связана и пониженная активность определенных ферментов в пожилом возрасте.
Возможно, в старости соединительная ткань содержит еще какой-то третий белок, отличающийся от коллагена и эластина.
К веществам, характерным для стареющего организма, относят также «десмозины», которые образуются при участии гетероциклических аминокислот с использованием продуктов расщепления молекул эластина *. Некоторые из этих молекул с цепями, соединенными поперечными связями, устойчивы к действию эластазы, другие отличаются значительной лабильностью. В старости сродство эластина к эластазе уменьшается. С помощью биохимических методов можно показать, что в соединительной ткани пожилых людей эластин присоединяется к какому-то белку, блокирующему те реактивные группы, или центры, в молекуле эластина, которые чувствительны к ферменту. Это пример блокады субстрата путем увеличения его молекулы. Старческий эластин (псевдоэластин) отличается от эластина молодых людей по аминокислотному составу.
Компоненты коллагена кожи можно изучать методом фракционного экстрагирования. Более растворимые фракции состоят из ?-цепей без поперечных мостиков, и содержание их увеличивается в среднем возрасте. В старости оно уменьшается — происходит сдвиг в сторону ?-цепей, соединенных поперечными мостиками (но бедных водородными связями), которые очень устойчивы к действию фермента коллагеназы.
При распаде коллагена фрагменты его молекул снова захватываются фибробластами и используются для ресинтеза коллагена, эластина и сходных веществ. В этом «круговороте» компонентов соединительной ткани, связанных с фибробластами, участвуют многочисленные ферменты, от активности и образования которых в клетке зависят процессы первичного синтеза и ресинтеза соответствующих белков.
Имеются сведения об активности различных ферментов в период старения. Барроуз и сотр. [2, 3] подчеркивают, что особое значение имеет величина активности, отнесенная к числу клеток, синтезирующих данные ферменты; в связи с этим они находят соотношения между числом клеток (определяемым по количеству ДНК) и специфической ферментативной активностью. В некоторых случаях удавалось установить зависимость последней от числа митохондрий. Активность сукцинатоксидазы в почках крысы в период старения понижается. Вейнбах и сотр. [12] получили сходные данные об оксибутиразе, активность которой в печени и почках, так же как и число митохондрий, несколько снижается с возрастом.

* Взгляды авторов по этому вопросу не являются общепринятыми. Обзор современного состояния проблемы см. в кн. В. И. Мазуров «Биохимия коллагеновых белков», «Медицина», М., 1974.— Прим. ред.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 47 | 0,140 сек. | 12.55 МБ