Ферменты (стр. 2 )

К этому типу протеинов относятся токсальбумины.

К токсальбуминам относятся такие вещества как рицин, абрин, конканавалин А.

Рицин очень токсичное вещество, содержащееся (2-3%), в основном в семенной оболочке семян клещевины (Semina Ricini) . Из-за этого вещества прием внутрь 3-х семян клещевины приводит к проявлению токсикоза, при котором наблюдаются сильнейший энтерит, рвота и колики; прием внутрь 6 –ти семян - смертельно для детей, а 10 - 20-ть семян могут быть смертельной дозой для взрослого человека. Токсальбумин рицин представляет собой смесь двух соединений, одно из которых не обладает агглютинирующей способностью, но очень токсично, а второе нетоксично, но обладает агглютинизирующей активностью (рицин-аглутинин). Токсическое действие рицина состоит в нарушении работы сердца и желудочно-кишечного тракта, а также в агглютинации элементов крови. В молекуле токсальбумина рицина имеется белковая компонента. Для предотвращения попадания при прессовании семян клещевины этого токсина в широко используемое в медицинской практике касторовое масло, получаемое сырое жирное масло клещевины подвергают специальной обработке: нагреванию, пропуская сквозь него перегретый водяной пар. В результате этого рицин разрушается и готовое касторовое масло его не должно содержать. Абрин содержится в растении Abrus precatorius L. из семейства бобовые Fabaceae и обладает подобным рицину токсическим действием. Конканавалин А используется в аффиной хроматографии при выделении и разделении гликопротеидов.

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Белки или протеины составляют три четверти сухой массы всех клеток в организме человека. Многие их них имеют отношение к гормональным и ферментативным процессам. Пептидную или белковую молекулу можно представить как продукты поликонденсации α-аминокислот, протекающей с образованием пептидной (амидной) связи между мономерными звеньями. Условно считается, что пептиды содержат в молекулах до 100 ( М. м. до 10000), а белки (протеины)- свыше 100 аминокислотных остатков (М. м. от 10000 до нескольких миллионов). Строение неразветвленной полиамидной цепи включает чередующиеся амидные (СОNH) и метиновых (СН) групп.

Среди этой группы биополимеров по их функциям различают :

  Ферменты. Они почти все глобулярные, растворимы в воде (лизоцим-гликозидаза, расщепляющая гликозидные связи, содержится в яичном белке, слезной жидкости, М. м. 14600, разрушает полисахариды клеточной стенки бактерий).

  Пептидные гормоны животного происхождения (окситоцин – вызывает сокращение гладкой мускулатуры матки; вазопрессин - регулирует минеральный обмен и баланс жидкости в организме, а также является мощным стимулятором запоминания; инсулин, ответственный за метаболизм углеводов, жиров и белков в организме, М. м. 5727, мол. формул С259Н377N65O75S6. В 1953 году расшифрована структура инсулина, подтвержденная синтезом. Он состоит из двух пептидных цепей: А (21 аминокислотный остаток; дисульфидная связь, образующая петлю; видовая специфичность инсулинов связана с изменениями на участке петли в цепи А: у человека – треонин-серин-изолейцин) и Б (30 аминокислотных остатков), соединенных двумя дисульфидными мостиками.

  Белки структурные (кератин, фиброин, коллаген - фибриллярный белок, до 30% от всего белка в организме; волокнистый нерастворимый в воде белок, вместе с другими соединениями образует коллагеновые волокна соединительной ткани организма; нарушения в синтезе коллагена ведут к ослаблению костей, зубной ткани и цынге, коллагеновые пленки и губки применяются для лечения трофических язв, ожогов, ран).

  Белки транспортные (гемоглобин для переноса кислорода из легких в ткани, миоглобин).

  Белки двигательные (актин, миозин);

  Белки защитные (иммуноглобулины);

  Белки запасные (казеин, яичный альбумин);

  Белки токсины (змеиные яды; токсины ядовитых грибов; яды пчелы, скорпионов; низкомолекулярный нейротоксин пептид апамин - ядовитый компонент яда пчелы, токсичен для ЦНС; токсиальбумин рицин из семян клещевины).

Медицинская практика в настоящее время нуждается в лекарствах нового поколения, которые должны быть безопасными. Примером такого лекарства может быть белок альфа-фетопротеин (АФП), открытый академиком Гарри Абелевым в 1985 году. Этот белок контролирует правильность биохимических процессов, доставляет гормоны точно в те клетки, которым они необходимы; запускает процесс апоптоза (самоуничтожение) нужных клеток. Считается, что АФП может быть перспективным для создания лекарственных средств прицельного действия. На основе природного белка создан препарат Альфетин. Его испытывают при поражении сосудов (коронарных), аутоиммунных заболеваниях (бронхиальная астма, тироидита, рассеянного склероза); неврологических болезней; пневмониях и хронических вирусных гепатитах; при лечении гинекологических болезней (мастопатия, непроходимость маточных труб, киста яичников); при лечении травм, ожогов, при пересадках костного мозга. Особо перспективно его применение в онкологии путем присоединения к Альфетину цитостатиков, где он играет роль локомотива, доставляя их избирательно в раковые клетки. Комбинация АФТ с антибиотиками («редуцин»), способными разрушать мембраны опухолевых клеток, может быть применена для терапии рака молочной железы, яичников, печени, легких.

Термин биосинтез применяют по отношению к реакциям, приводящим в организме к образованию конкретного класса соединений. Термин анаболизм означает совокупность биосинтетических процессов в живом организме. Эти процессы протекают с участием биокатализаторов (ферментов), которые являются специфическими белками, находящимся в клетках и играющих роль катализаторов обмена веществ.

Для реакций in vivo особенно важен ферментативный катализ, осуществляемый при помощи ферментов (энзимов) – высокоспецифичных биокатализаторов белковой природы.

Ферменты - это белковые катализаторы, синтезируемые живыми клетками, которые регулируют скорость и специфичность химических реакций, протекающих в клетке. Они различаются по своей специфичности, по числу различных субстратов, на которые они могут действовать. Например, некоторые ферменты абсолютно специфичны (уреаза), другие обладают относительной специфичностью и действуют на несколько близких друг к другу веществ. Наконец, специфичность сводится к тому, чтобы субстрат обладал химическими связями определенного типа. Так, липаза расщепляет сложноэфирные связи между глицерином и жирными кислотами в разнообразных жирах. В норме этот фермент выделяется поджелудочной железой и изливается в двенадцатиперстную кишку через общий проток поджелудочной железы. Среди пищеварительно-транспортного конвейера различают три этапа: полостное пищеварение, мембранное пищеварение и всасывание. Ключевую позицию в полостном пищеварении занимают ферменты поджелудочной железы (ПЖ).

Среди пищеварительных ферментов различают:

ферменты для переваривания белков (пепсин, трипсин);

углеводов (амилаза);

жиров (липаза).

Эти ферменты, в качестве лекарственных средств, применяют при недостаточной секреции желудочных и кишечных желез, поджелудочной железы. Среди лекарственных средств, предназначенных для лечения заболеваний органов желудочно–кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, кожных болезней находят применение препараты, действующими БАВ которых являются ферменты животного и растительного происхождения.

Некоторые типы пищеварительных ферментов и их действие.

Фермент	Субстрат	Конечный продукт
Амилаза	Амилоза	Мальтоза
Трипсин	Белки	Пептиды
Хемотрипсин	Белки	Аминокислоты
Карбоксипепсидаза	Пептиды	Аминокислоты
Липаза	Жиры	Жирные кислоты + глицерол
Нуклеазы	Нуклеиновые кислоты	Нуклеотиды

Переваривание жиров в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) происходит под действием эстераз, которые разрывают сложноэфирную связь между глицерином и жирными кислотами. У млекопитающих главной эстеразой является липаза, выделяемая поджелудочной железой. Липаза, подобна другим белкам, растворима в воде, но ее субстраты не растворимы, поэтому она может действовать на молекулы жира находящиеся на поверхности жировой капли. Соли желчных кислот представляют собой поверхностно-активные вещества, уменьшающие поверхностное натяжение жиров, они разбивают крупные капли жира на очень мелкие капли, тем самым сильно увеличивают поверхность, доступную действию липазы, что повышает скорость переваривания жиров. Продуктами переваривания последних являются глицерин и свободные высшие жирные кислоты, а так же моноглицериды, диглицериды и некоторое количество нерасщепленных жиров. Недостаточность внешнесекреторной функции (НВСФ) поджелудочной железы (ПЖ) приводит к нарушению полостного пищеварения, в котором, вследствие липазной недостаточности, страдает переваривание жиров. НВСФ ПЖ наблюдается при многих заболеваниях (хронический панкреатит, злокачественные новообразования и др.) и в этом случае больные нуждаются в заместительной терапии, при которой как раз и следует использовать ферменты растительного происхождения (нигедазу).

Среди ферментов животного происхождения на современном фармацевтическом рынке имеются пепсин, панкреатин, натуральный желудочных сок, панкреатический сок, а также комбинированные лекарственные средства (панзинорм, мезим, дигестал, фестал, сомилаза и др.). К этой же группе отнесены протеолитические ферменты (гиалуронидаза, карипазин, папаин и др.).

К лекарственным средствам, содержащим ферменты растительного происхождения относятся: папайи млечный сок высушенный (Succus Papaya exsiccatus)- лек. раст. сырье р. н.87/1186/2, карипазим (порошок лиофиллизированный для иньекций) р. н. 87/1186/6; нигедаза (субстанция р. н. 84/329/1; стандартный образец р. н. 84/329/14; лекарственная форма - таблетки, покрытые кишечнорастворимой оболочкой по 150 мг р. н. 84/329/10). Также известны такие ферментные препараты растительного происхождения как папаин, фицин, бромелаин. Подобные лекарственные средства широко используют при лечении заболеваний, сопровождающихся нарушением пищеварения, при тромбоэмболии и в других случаях.