Связь структуры инсулина с его биологической активностью

Предпосылкой многих исследований, касающихся связи между структурой белка и его биологической активностью, служило предположение, что активность инсулина определяется удельной концентрацией аминокислотных боковых цепей на поверхности белковой молекулы. Такая удельная концентрация может поддерживаться каким-нибудь одним из известных факторов, определяющих структуру белка или же всеми этими факторами, а именно последовательностью аминокислот, присутствием дисульфидных мостиков, вторичной или третичной структурой.

 

В результате чрезвычайно трудно определить, оказывает ли то или иное изменение структуры белковой молекулы прямое или косвенное действие на биологическую активность. Инсулин, пожалуй, более чем какой-либо другой белок, привлекал внимание исследователей, но и до сих пор еще мы не можем утверждать, что именно та, а не иная часть молекулы инсулина определяет его активность.

 

Хотя в целом полное раскрытие молекулы инсулина не дает еще ключа к пониманию взаимоотношений между структурой и биологической активностью, небезынтересно отметить, что 20-членное дисульфидное кольцо свойственно молекулам инсулина, окситоцина и вазопрессина. Это, по-видимому, как-то связано с физиологической функцией перечисленных белков. Следует, однако, упомянуть, что компоненты этого кольца у разных видов животных иногда различны и что в кольцевой структуре инсулина имеется боковая цепь, содержащая полуцистиновый остаток и связывающая кольцо с цепью В.

 

Многие исследователи изучали роль боковых цепей, исследуя поведение белков в реакциях с реагентами на те или иные специфические группы. Подробный обзор литературы по этому вопросу опубликовали Беренс и Бромер, которые пришли к выводу, что химическое изменение большинства свободных аминогрупп и алифатических гидроксильных групп не влияет на биологическую активность, тогда как этерификация карбоксильных групп или значительные изменения фенольно-гидроксильной и имидазольных групп приводят к исчезновению активности. Разрыв дисульфидных связей в процессе восстановления или окисления также приводит к инактивации.

 

Ферментативное разрушение инсулина химотрипсином. пепсином или папаином сопровождается утратой гормональной активности. Ограниченный протеолиз, катализируемый карбоксипептидазой или трипсином, приводит к возникновению производных, сохраняющих биологическую активность. Исследование чувствительности молекулы к ферментативным воздействиям показало, что отщепление аланина с С-конца цепи В, катализируемое карбоксипептидазой, не ведет к утрате активности; отщепление же аспарагина с С-конца цепи А сопровождается утратой актив­ности. К инактивации приводит также отщепление октопептида с С-конца цепи В, происходящее под действием трипсина.

Добавить комментарий