Материал: Biokhimia_v_risunkakh

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Белковые факторы свертывания II, VII, IX и X синтезируются в печени и содержат необычную аминокислоту, γ-карбоксиглутаминовую (гла). Она образуется путем карбоксилирования глутаминовой кислоты в процессе посттрансляционной модификации (созревания) этих белковых факторов с участием витамина К:

γ

 

СОО-

 

γ

 

СОО-

 

 

 

 

СН2

витамин К

 

СН

СОО-

 

 

СН2

 

 

СН2

 

 

 

 

 

 

СН

 

 

 

СН

 

 

 

белок СO NH белок белок СO NH белок

Авитаминоз К сопровождается повышенной кровоточивостью. Это наблюдается при нарушении всасывания жиров (например, при желчно-каменной болезни), что препятствует усвоению жирорастворимого витамина К.

Антагонисты витамина К , например, препараты группы кумарина ( дикумарин, неодикумарин, пелентан, синкумар), подавляют синтез активных факторов коагуляции и поэтому действуют как ингибиторы свертывания крови.

 

 

 

 

 

 

 

 

Остатки

γ-карбоксиглутаминовой

 

 

 

 

 

 

 

 

кислоты в белковых факторах

(на

 

рис.

 

Ха

II

 

 

IIа

ф.Х, ф. II)

группируются в особых

 

 

 

белковых доменах

(

гла-домены).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Благодаря своим отрицательным зарядам

 

 

 

 

 

 

 

 

они присоединяют ионы

Са2+

, которые

 

 

 

 

 

 

 

фосфолипиды

необходимы для связывания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствующих регуляторных

 

 

 

 

 

 

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

факторов

с

фосфолипидами

 

 

 

 

2+ 2+ 2+

 

 

гла-домен

поверхности плазматической мембраны

 

Са

2+

Са

 

 

Са Са

 

 

 

тромбоцитов. Вещества, способные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мембрана

связывать свободные ионы Са

2+

в

виде

 

 

 

 

 

 

 

комплекса, например

 

цитрат,

 

 

 

 

 

 

 

тромбоцитов

 

 

 

 

 

 

 

 

предотвращают это взаимодействие с

 

Протромбиназный комплекс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фосфолипидами и тормозят свертывание.

Внесосудистый (внешний) путь активации начинается с освобождения

ф.III

(тканевого тромбопластина) из поврежденных клеток ткани. В течение нескольких

 

секунд этот фактор приводит к свертыванию крови в области раны.

Ф .III представляет собой интегральный мембранный белок, содержащий рецептор фактора VII.

Ф.VII – гла-содержащий гликопротеин, функционирующий только во внешнем пути, быстро включается после повреждения ткани в активацию, превращаясь в VIIа (по принципу обратной положительной связи этому способствуют тромбин и ф.Ха). При этом образуется комплекс, аналогичный протромбиназному (см. рис. ), в который входят ф.VIIа, тканевой фактор III, Са2+ и ФЛ (фосфолипиды мембран).

Причем, активность ф.VIIа в комплексе с тканевым фактором и ионами кальция 200 возрастает в 10000 раз.

Внутрисосудистый (внутренний) путь медленный процесс, т.к. в нем участвует значительное количество факторов, образующих каскадный механизм, генерирующий активный ф.Ха.

Этотпуть инициируется коллагеном, который в норме не экспонирован на внутренней поверхности кровеносных сосудов; его контакт с кровью приводит к тому, что ф. XII становится доступным для атаки калликреином. В результате образуется ф. XIIа, который в свою очередь индуцирует переход прекалликреина в калликреин (см. стр. ).

ф. XIIа, являясь протеолитическим ферментом, превращает ф. XI в ф. XIа. ф. XIа аналогичным образом активирует ф. IХ, превращая его в ф. IХа.

ф. IХа совместно с Са2+, фосфолипидами мембран (ФЛ) и ф. VIIIа (белокактиватор) образует комплекс, аналогичный протромбиназному комплексу (см. рис.). Остатки гла факторов и Х обеспечивают Са2+-зависимое связывание с кислыми фосфолипидами мембран тромбоцитов, возникает высокая локальная концентрация этих ферментных белков, что усиливает процесс активации ф.Х во много раз .

IХа

Х

 

Ха

 

 

 

 

фосфолипиды

VШа

гла-домен

Са2+Са2+Са2+Са2+

мембрана

тромбоцитов

В результате образуется активный ф.Ха и с этого момента внешний и внутренний пути сливаются в один путь превращения протромбина ( ф.II) в активный тромбин ( ф.IIа) в составе протромбиназного комплекса.

На заключительном этапе под действием протеолитического фермента тромбина фибриноген (I) превращается в фибрин (), который полимеризуется и уплотняется с образованием тромба.

В 1 мл плазмы крови содержится около 3 мг фибриногена и только 0,01мг фактора Х. Это означает, что в системе гемостаза обязательно должна присутствовать

амплификация – усиление сигнала.

В процессе свертывания крови действуют два механизма усиления сигнала: каскад реакций, в котором каждое ферментативное звено усиливает сигнал; положительные обратные связи.

VI. Фибринолиз

Система свертывания крови в норме находится в динамическом равновесии, при котором фибриновые сгустки все время образуются, а затем растворяются. Процесс распада осуществляется с помощью фермента плазмина, который является сериновой протеиназой, способной гидролизовать фибриноген, фибрин и другие белковые факторы. В норме плазмин содержится в виде неактивного профермента – плазминогена – гликопротеина β-глобулиновой фракции . Он активируется путем частичного протеолиза с помощью различных тканевых и сосудистых активаторов. 201

Схема фибринолиза

Во многих тканях организма (кроме печени) имеются активаторы плазминогена ( ТАП), которые являются протеолитическими ферментами, неактивными в отсутствие контакта с фибрином. При контакте с фибрином они активируются, переводят плазминоген в активный плазмин и запускается процесс расщепления фибринового тромба.

урокиназа

плазминоген

тканевые актиаторы

плазминогена (ТАП)

стрептокиназа

 

 

 

пептид

 

 

пептид

 

фибриновый тромб

плазмин

растворимые пептиды

ТАП, полученные методами генной инженерии, используются для лечения заболеваний, связанных с тромбозам сосудов. Ферменты урокиназа (выделяют из клеток почек человека) и стрептокиназа (бактериальный продукт) также активируют плазминоген и поэтому используются в медицинской практике с целью лизиса тромбов и профилактики тромбозов.

 

Инактивация плазмина

 

 

 

Для прекращения растворения тромбов

 

 

 

 

(т.е. инактивации плазмина) в крови

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

находится белок

α2-антиплазмин,

 

 

 

 

плазмин α2-антиплазмин

неактивный

который связывает плазмин и

переводит его в неактивное состояние.

 

 

 

 

 

плазмин

 

 

 

 

 

 

 

VII. Противосвертывающая система

Известно, что внезапный тромбоз сосудов может иметь опасные и даже катастрофические последствия. Поэтому активность свертывающей системы должна не только тщательно контролироваться, но и уравновешиваться противосвертывающей системой, которая поддерживает кровь в жидком состоянии и состоит из антикоагулянтов. Снижение их содержания в плазме крови может привести к тромбозу. Антикоагулянты – это ингибиторы соответствующих белковых факторов свертывания крови.

Антитромбины:

антитромбин III - белок, активность которого зависит от гепарина (кроме тромбина ингибирует факторы IХа, Ха, ХIа, ХIIа);

α1-ингибитор протеиназ – гликопротеин α1 –глобулиновой фракции, ингибирует тромбин, ф. Ха, ХIа ;

α2-макроглобулин - гликопротеин α2 –глобулиновой фракции, реализует до 25% антитромбиновой активности плазмы крови (не зависит от гепарина); гепарин –гетерополисахарид (гликозамингликан), синтезируется тучными клетками

печени, легких и кровеносных сосудов, активирует антитромбин Ш.

202

VIII. Обмен хромопротеинов

Хромопротеины – сложные белки, небелковой часть которых является окрашенный компонент (от греч. chroma – краска). Наиболее распространенные хромопротеины – это гемопротеины, содержащие в качестве небелковой части гем. К гемопротеинам относятся:

гемоглобин и его производные; миоглобин;

ферменты: цитохромы, каталаза, пероксидаза.

 

Гемоглобин (Hb) состоит из гема

 

(небелковая часть) и белка глобина,

 

который представлен четырьмя

 

полипептидными цепями, каждая из

 

которых пространственно окружает

гем

молекулу гема. В зависимости от

комбинации типов полипептидных цепей

 

различают виды гемоглобина:

 

HbА1 – состоит из 2α- и 2β-цепей;

 

HbА2 - состоит из 2α- и 2σ-цепей (2,5%);

 

Hb F - состоит из 2α- и 2γ-цепей.

Гем состоит из 4 пиррольных колец, содержащих метильные (М) и винильные (В) заместители. Азотсодержащие кольца связанны метиновыми мостиками, образуя порфириновое кольцо, а атомы азота связаны с железом: два азота – ковалентными связями, другие два азота – координационными связями. Кроме того, атом железа связан с аминокислотой гистидином белка глобина, а также имеет возможность для связывания лигандов:

кислорода или углекислого газа.

Железо в

гемоглобине двухвалентно (Fе2+).

 

Болезни гемоглобинов называются гемоглобинозы (описано более 200):

гемоглобинопатии – наследственное изменение структуры одной из цепей глобина, например, серповидно-клеточная анемия , при которой в β-цепях гемоглобина глутаминовая аминокислота заменена на валин с образованием патологического Hb S; талассемии – генетически обусловлены нарушением синтеза какой-либо нормальной цепи гемоглобина, например, при β-талассемии в крови возрастает до 15% концентрация HbА2 и резко повышается Hb F .

Производные гемоглобина:

HbО2 –оксигемоглобин, HbСО2 – карбгемоглобин;

 

HbСО – карбоксигемоглобин; HbОН – метгемоглобин.

203

α- и β-цепи глобина

IX. Биосинтез и распад гемоглобина

Источники атомов

 

 

 

 

 

 

 

 

азота и углерода в

 

 

 

 

 

 

 

 

геме: сукцинил-КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

– метаболит ЦТК и

 

 

 

 

 

σ-АЛК-синтаза

аминокислота глицин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(КоЕ – ПФ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сукцинил-КоА

 

глицин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ-аминолевулиновая

 

 

 

митохондрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислота (σ-АЛК)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

регуляция по типу обратной

 

 

 

 

 

 

 

 

отрицательной связи

 

2+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глицин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

протопорфирин IХ

 

 

 

 

 

σ-АЛК-

σ-АЛК

сукцинил-КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

синтаза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О2

копропорфириноген III

 

 

σ-аминолевулиновая

уропорфириноген Ш

 

 

 

 

кислота

 

 

 

 

косинтаза

 

 

 

 

 

 

 

копро-

 

порфобилиноген

 

 

 

 

 

 

уропорфириноген III

 

 

порфирино-

уропорфириноген

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ген III

4+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наследственные нарушения обмена порфиринов

Энзимопатии, связанные с дефектом ферментов синтеза гема – порфирии – приводят к накоплению в тканях промежуточных продуктов синтеза гема: порфиринов и их предшественников. Характеризуются повышенной чувствительностью к свету (вследствие усиленного образования активных форм кислорода), неврологическими нарушениями.

Эритропоэтическая порфирия (болезнь Гюнтера) – дефект

уропорфириноген Ш-косинтазы, моча, зубы и кости окрашены в

красный цвет вследствие накопления нефизиологичного

уропорфириногена I.

Печеночные порфирии – характерны

неврологические нарушения,

обусловленные накоплением серотонина из-

 

за снижения гем-содержащего фермента

 

204 обмена этого биогенного амина.

гемоглобин

копропорфириноген III

протопорфириноген III

протопорфирин IХ

гем-синтаза 2+

гем

Источник: https://studfile.net/preview/16440813/