Однако, известно, что, среди экзопептидаз имеются ферменты, которые непосредственно могут участвовать в образовании физиологически активных пептидов – регуляторов и модуляторов функций нейронов, а также в гидролизе (инактивации) нейропептидов . Данное обстоятельство не позволяет все без исключения ферменты гиалоплазматической локализации рассматривать как инструмент деградации.

Встает вопрос о значении системы пептидгидролаз нелизосомальной локализации. В настоящее время он довольно успешно решается. Что касается понимания и установления функций большей части отдельных пептидгидролаз нелизосомальной локализации то далеко не все еще ясно, но в целом биологическая роль этой системы становится понятной.

На сегодня мы имеем множество примеров, убедительно доказывающих образование физиологически активных форм белков, ферментов, гормонов, нейропептидов с участием пептидгидролаз нелизосомальной локализации. И этот путь является важнейшим при образовании физиологически активных форм биомолекул пептидной природы. То есть, назначение части пептидгидролаз нелизосомальной локализации заключается в обеспечении образования биологически активных клеточных компонентов белковой природы из неактивных предшественников.

Исходя из сказанного об особенностях биологической роли протеолитических ферментов нелизосомальной локализации, трудно согласиться с существующим представлением о двух путях катаболизма белка в клетке, если в слово «катаболизм» вкладывать его устоявшееся понятие – деградация. Элемент катаболизма с участием пептидгидролаз нелизосомальной локализации присутствует, поскольку имеет место реакция гидролиза, характерная для процесса распада. Однако здесь в результате реакции появляется пептидный компонент, обязательный для функционирования клетки. В настоящее время для отдельных этапов нелизосомального пути гидролиза белка используют термин «ограниченный протеолиз», подразумевая под этим образование физиологически активного компонента из его предшественника .

В этом случае на наш взгляд адекватным термином был бы «протеолитическая модификация», поскольку термин «ограниченный протеолиз» указывает лишь на то, что свершен акт гидролиза ограниченного числа пептидных связей, и не говорит о том, что этот акт сопровождается образованием новой формы белка (пептида), наделенного специфическими функциями.

Таким образом, если с участием пептидгидролазы осуществлен гидролиз пептидной связи в белковой молекуле и при этом образовался белок с новыми свойствами и функцией, обеспечивающего нормальное функционирование клетки, можно ли в таком случае, говоря о двух путях деградации белка – лизосомальном и нелизосомальном, приравнивать эти пути по функциональному назначению? Можно говорить о взаимосвязи этих путей, поскольку некоторые белки, пептиды, образовавшиеся в реакциях с участием ферментов нелизосомальной локализации, могут быть гидролизованы в лизосомах и наоборот.

Из вышесказанного становится очевидным, что протеолитическая система нелизосомальной локализации в отличие от лизосомальной, где осуществляется генерализованный распад белка, имеет отношение к образованию активных форм молекул пептидной природы, необходимых для функционирования клетки, организма, то есть эти две системы различаются по своему функциональному назначению.

В нервной ткани обнаружены ферменты, участвующие в модификации некоторых нейроспецифических белков, в обмене нейропептидов . Эти и подобные по функциональному назначению пептидгидролазы нелизосомальной локализации представляют исключительный интерес для понимания нейрохимических механизмов функционирования нервной системы. В изучении пептидгидролаз нелизосомальной локализации нервной ткани в последнее время достигнуты значительные успехи. Обзор работ по этим ферментам, который будет представлен ниже, является свидетельством большого интереса к пептидгидролазам нервной ткани нелизосомальной локализации, и вместе с тем это лишь первые шаги в выяснении функциональной роли этой группы пептидгидролаз.

Характеристика протеолитических ферментов нервной ткани нелизосомальной локализации и их биологическая роль

Пептидгидролазы нелизосомальной локализации по сравнению с таковыми лизосом изучены в меньшей степени. Причиной этому было множество факторов, среди которых можно выделить длительное время бытовавшее представление о роли внутриклеточных пептидгидролаз, как аппарате деградации белка и более высокую активность ферментов лизосом по сравнению с другими . Лизосомальные пептидгидролазы были первыми в ряду изучаемых тканевых протеиназ . Этому способствовали и факторы методического характера (доступность субстратов, разработка методов тестирования), и достижения в области биохимии и смежных наук. В частности, открытие Де Дювом лизосом в значительной степени стимулировало изучение лизосомальных ферментов, в том числе лизосомальных пептидгидролаз мозга.

Пептидгидролазы нелизосомальной локализации нервной ткани начали изучаться с некоторым опозданием по сравнению с лизосомальными, но на сегодня идет значительное опережение в выяснении физико-химических свойств и роли ферментов нелизосомальной локализации. Среди пептидгидролаз нервной ткани нелизосомальной локализации в относительно лучшей степени изучены и интенсивно исследуются в наши дни кальций-зависимые протеиназы и ферменты обмена регуляторных пептидов. Интерес к этим ферментам вполне понятен, поскольку они принимают участие в обмене если не нейроспецифических белков и пептидов, то таких, содержание которых в нервной ткани значительно выше по сравнению с другими органами и тканями . В связи с этим, надо полагать, что биологическая роль пептидгидролаз нервной ткани отражает специфику обменных процессов, раскрытие которых необходимо для понимания нейрохимических механизмов деятельности нервной системы.

Эндопептидазы

К эндопептидазам относятся пептид-гидролазы, катализирующие гидролиз пептидных связей внутри белковой молекулы. В настоящее время в нервной ткани обнаружено несколько эндопептидаз нелизосомальной локализации. Следует отметить, что в цитоплазме обнаружено только две эндопептидазы, способные катализировать гидролиз высокомолекулярных белков (кальпаин и мультикаталитический протеиназный комплекс), остальные эндопептидазы цитоплазмы и плазматической мембраны (эндопептидазы ., ., ., пролилэндопептидаза) способны расщеплять лишь сравнительно короткие пептиды, длина которых, как правило, не превышает - аминокислотных остатков . В секреторных везикулах содержится достаточно много эндопептидаз, способных расщеплять высокомолекулярные белки, однако практически все они обладают строгой субстратной специфичностью и способны расщеплять только субстраты, содержащие пары остатков основных аминокислот . Ниже приведена характеристика наиболее важных и относительно хорошо изученных эндопептидаз нервной ткани нелизосомальной локализации.

Сигнальные пептидазы

Сигнальные пептидазы удаляют сигнальный пептид от препробелка и играют центральную роль в секреторном пути, а также в доставке белков в межмембранное пространство митохондрий . Каталитический механизм расщепления препробелков и физико-химические свойства ферментов, осуществляющих его, малоизучен . Однако полагают, что существует несколько сигнальных пептидаз, принадлежащих к новому семейству сериновых протеаз, обладающих специфичностью к определенной последовательности гидрофобных аминокислот и проявляющих максимальную активность при нейтральных значениях pH .