Пептидомика: настоящее и будущее

Фехретдинова Д.И., Сивопляс Е.А., Кутузова Н.М.

Функции пептидов в процессах жизнедеятельности разнообразных организмов весьма многообразны. Концепция функционального контимума регуляторных пептидов, обоснованная И.П. Ашмариным и сотр., служит основанием для формирования представлений о существовании в организме функционально непрерывной совокупности пептидов, обеспечивающих стимуляцию или подавление различных сфер организма.

Регуляторные функции пептидов в организме определяются запускаемыми реакциями, биохимическими каскадами инициированными типом взаимодействия определенного пептида и специфического рецептора. Следовательно, конечный физиологический и биохимический эффект пептида определяется его природой, типом рецептора и его локализацией в клетке.

В настоящее время системный cтруктурный и функциональный анализ пептидов в живых системах или “Пептидом” изучает наука - пептидомика (Иванов, Карелин, 2005). Проведение пептидного анализа и выявление новых биоактивных молекул, перспективно как для создания лекарственных, так и в целях медицинской диагностики.

Из природных источников выделено несколько тысяч индивидуальных пептидов (Замятнин, 2004), детально изучено их строение, свойства и биологическая активность.

Один из наиболее распространенных внутриклеточных пептидов, принимающий участие в окислительно-восстановительных процессах и транспорте аминокислот – глутатион (α-глу-цис-гли) был открыт Ф.Гопкинсом. Важнейший регуляторный дипептид, карнозин (β-ала-гис) выделил из мышечной ткани В.С.Гулевич. Спектр биологической активности пептидов достаточно широк, наибольший интерес вызывают нейропептиды, синтезируемые нервными клетками и способные влиять на функции ЦНС. К этой группе относятся пептиды гипоталамуса и гипофиза. Окситоцин и вазопрессин – первые биологически активные пептиды, выделенные из нервной ткани (Дж. Абель 1924) , структура которых была подтверждена химическим синтезом (В. Дю Виню, 1953).

В конце 60-х годов американские ученые (Р. Гиллемин и Э. Шелли) выделили и охарактеризовали группу рилизинг-факторов, позднее им было дано название либеринов и статинов. В эту группу входит трипептид тиролиберин, соматостатин и др. Соматостатин один из первых гормонов,биосинтез которого осуществлялся методом генной инженерии.

Адренокортикотропный гормон человека (АКТГ), кортикотропин-39-членный полипетид, синтезирущийся в передней доле гипофиза, а так же в клетках мозга.АКТГ обладает широким спектром биологического действия, влияет на функции надпочечников, стимулируя выделение кортикостероидов – гормонов адаптации, взаимодействующих с пролактином, вазопрессином, опиоидными гормонами, инсулином и др. АКТГ и его фрагменты влияют на поведенческие реакции, мотивацию, память и процессы обучения.

К опиодным гормонам относится большая группа физиологически активных пептидов с выраженным сродством к рецепторам опиоидного (морфинного) типа, которые обозначаются мю, дельта, каппа и др. Эти пептиды, обладающие черезвычайно широким спектром регуляторной активности, обнаружены в различных тканях: как в мозге, так и на периферии. В группу опиоидных пептидов, помимо широкоизвестных энкефалинов и эндорфинов входят пептиды группы динорфина, казоморфина, а так же дельторфина, дерморфина и др. Большинство эндогенных опиоидных пептидов мозга образуется из общих белковых предшественников. Опиоидные пептиды обладают анальгетическим свойством, т.е. обезболивающим, и принимают участие в регуляции многих физиологических процессов, связанных с высшей нервной деятельностью человека. Они контролируют многообразные поведенческие реакции, такие как лекарственная зависимость, агрессивное поведение, мотивация удовлетворения, половое влечение, пищевое насыщение, стрессорные и адаптивные процессы.

Опиоидные пептиды взаимодействуют с различными нейромедиаторами и нейротрансмиторами, такими как: дофамин, гамма-аминомаслянная кислота, глутаминовая кислота и ацетилхолин. Совместно с назваными низкомолекулярными регуляторами, опиоидные гормоны регулируют процессы локомоторной активности, стереотипных реакций. Деятельность опиоидных пептидов связана с деятельностью стероидных гормонов. Опиоидные пептиды воздействуют на структуру и функции надпочечников, стимулируя стероидогенез. Важную роль играют опиоидные гормоны в регуляции имунной активности, в процессах антителообразования и в гуморальном иммунном ответе. Энкефалиновые пептиды причастны к патогенезу некоторых психических заболеваний: шизофрении, фобизму, паркенсонизму, эпилепсии и др. Спектр действия эндорфинов как правило менее представителен, но следует отметить их участие в мотивации алкогольного поведения, в стрессовых реакциях и в регуляции циркадных процессов. Казоморфины, которые относятся так же к опиоидным гормонам, выделенным из гидролизатов казеина молока, оказывают физиологическое действие на гастроинтестинальный тракт: увеличивают высвобождение инсулина и плазменного соматостатина, обладают иммуностимулирующей активностью и регулируют пищеварение и обмен веществ в организме. Выделенные опиоидные пептиды, которые являются фрагментами гемоглобина и названа эта группа гормонов - геморфины. Эти гормоны являются резервной формой опиоидов.

Таким образом, опиоидные гормоны являются полифункциональными соединениями и вовлечены в процессы регуляции высшей нервной деятельности человека, в частности, фиксации памяти, обучение, запоминание, мышление, развитие различных болезней, в том числе и болезни Альцгеймера.