Активность основных карбокмипептидаз в тканях пренатально алкоголизированных крыс
Можно предположить, что воздействие пренатальной алкоголизации может проявляться и на уровне экспрессии генов разных форм ферментов. КПН представлена в виде растворимой и мембраносвязанной форм [33, 37, 44, 49, 121, 145, 150, 161, 166, 167, 188, 193, 200, 205, 206, 270, 285, 286, 318, 325, 330, 338, 350]. Активность указанных форм отличается [44, 49, 145, 188, 193, 200, 205, 206, 325, 330, 350]. Отличается и соотношение этих форм в норме в разных тканях. Например, в β-клетках поджелудочной железы, хромафинных клетках надпочечников и гипофизе преобладает растворимая форма, а в мозге – мембраносвязанная [161, 285]. Для ФМСФ-КП также известны изоформы, отличающиеся региональным распределением [38, 42, 43, 88, 101, 102]. В структуре ДНК обнаружен участок, кодирующий последовательность 15-20 гидрофобных аминокислот с N-конца КПН [219, 220, 253, 255, 300]. Считается, что именно этой последовательностью мембраносвязанная форма этого фермента отличается от растворимой формы и при ее помощи связывается с мембраной [166, 270, 338]. Возможно, при нарушении экспрессии разных форм КПН и ФМСФ-КП происходит изменение содержания указанных форм и их соотношение.
Кроме того, можно предположить механизм воздействия эмбриональной аклоголизации на активность указанных форм через изменение состояния мембран. Пренатальная алкоголизация изменяет содержание и распространение плазменных и мембранных гликопротеинов [191, 208]. Очевидно, что это влияет на строение мембран и, как следствие, на функционирование мембраносвязанных ферментов. Аналогичное воздействие уже считается доказанным при влиянии острого, хронического этанола и/или стресса на активность КПН. Так, этанол (в разных дозах) и иммобилизационный стресс при индивидуальном и совместном воздействии вызывают различные изменения активности растворимой и мембраносвязанной КПН в гипофизе, гипоталамусе, среднем мозге, стриатуме, гиппокампе и сером веществе крыс [33]; хроническое потребление этанола вызывает снижение активности растворимой и мембраносвязанной форм КПН в коре больших полушарий, снижение активности растворимой и повышение мембраносвязанной форм в стриатуме [17]. Возможно, пренатальное воздействие этанола также по-разному изменяет активность растворимой и мембраносвязанной формы изучаемых ферментов.
Кроме приведенных наиболее вероятных механизмов воздействия пренатальной алкоголизации на активность изучаемых ферментов можно обсудить существование и иных способов регуляции их активности. Так, в случае КПН в литературе обсуждается зависимость ее активности от продуктов реакции – физиологически активных пептидов. Пренатальная алкоголизация, изменяя уровень регуляторных пептидов (АКТГ, КРФ, опиоидов, ПОМК и т. д.) [64, 69, 114, 153, 177, 182, 263, 282], возможно, тем самым, влияет на активность КПН. Для ФМСФ-КП нет данных о такой зависимости.
Для КПН и ФМСФ-КП известна зависимость их активности от половых гормонов [41, 88, 101, 102]. Пренатальная алкоголизация влияет на содержание этих гормонов [239, 265, 322], что, возможно, отражает один из способов воздействия на активность этих ферментов.
Можно предположить регуляцию активности ферментов изменением конформации молекулы, приводящим к изменению сродства к субстрату. В частности, это можно предположить для КПН. Отсутствие различий в значениях Кm растворимой и мембраносвязанной форм этого фермента предполагает, что такое изменение не связано с превращением мембраносвязанной формы в растворимую [188, 193, 200, 205, 206, 325, 330]. Ацетальдегид – продукт окисления этанола – благодаря наличию чрезвычайно реакционноспособного карбонила взаимодействует с аминогруппами аминокислот, входящими в состав полипептидов, модифицируя белки, что влечет за собой изменение функций молекул и структур клетки, в которые они входят. Существенно, что связывание ацетальдегида характеризуется отсутствием специфичности, так как осуществляется в результате неферментных реакций [21]. Известно, что ацетальдегид модифицирует белки сыворотки крови, белки и фосфолипиды клеточных мембран, нарушает биогенез ферментных систем мембран и сыворотки крови, приводит к образованию межмолекулярных сшивок, вызывает деградацию некоторых высокомолекулярных белковых структур [21, 96, 117, 152, 223, 245]. Также, ацетальдегид неблагоприятно влияет на основные процессы посттрансляционной модификации белков: ацелирование, фосфорилирование, метилирование, из-за чего извращаются регуляторные эффекты гормонов и нейромедиаторов [77]. Возможно, этанол, вводимый во внутриутробный период, приводит к нарушению структуры, а, значит, и свойств, исследованных нами ферментов.
Обобщая результаты нашего эксперимента и литературные данные, можно заключить, что КПН и ФМСФ-КП участвуют в патогенезе алкоголизма и в формировании зависимости у потомства алкоголиков.
Соответствие полученных нами данных об изменениях активности ферментов с литературными данными об изменениях уровней нейропептидов и белковом обмене при изученных воздействиях позволяет предположить возможность использования определения активности этих ферментов для исследования изменений метаболизма регуляторных пептидов при физиологических и патологических состояниях организма. Это может иметь важное значение для медицины, так как позволит, контролируя активность ферментов, влиять на биосинтез биологически активных пептидов.
С учетом влияния пренатальной алкоголизации на активность изучаемых ферментов в процессе развития животных, при последующем хроническом воздействии этанола в постнатальном периоде, и отличия изменений ферментативной активности при указанных воздействиях на самок и самцов, предложена гипотетическая схема одного из возможных механизмов формирования предрасположенности к алкоголизму у пренатально алкоголизированных особей с участием исследованных ферментов.
| ||||||||||
|
Иные механизмы воздействия? | |||||||||
| |||
| |||
| |||
| |||
|
