Пептидні та білкові гормони, Тиреотропін, Інсулін - Гідрофільні гормони, їх будова та
Пептидні та білкові гормони
Наразі відомо кілька десятків природних пептидних гормонів, і список їх поступово поповнюється.
Завдяки широкому використанню методів білкової хімії, що бурхливо розвивається, в останні роки ряд пептидних гормонів отримано в гомогенному стані, вивчений їх амінокислотний склад, виявлена первинна (а у разі білкових гормонів - вторинна, третинна і четвертинна) структура і деякі з них приготовлені синтетичним шляхом. Більш того, великі успіхи, досягнуті в галузі хімічного синтезу пептидів, дозволили штучно отримати безліч пептидів, які є ізомерами або аналогами натуральних пептидів. Вивчення гормональної активності останніх принесло винятково важливу інформацію про взаємозв'язок структури пептидних гормонів із їх функцією.
Найважливішими пептидними гормонами є тиреотропін, інсулін, глюкагон, гастрин, окситоцин, вазопресин.
Тиреотропін
Таким чином, тиреотропін стимулює діяльність щитовидної залози. У свою чергу виділення тиреотропіну регулюється за принципом зворотного зв'язку гормонами щитовидної залози. Отже, діяльність двох згаданих залоз внутрішньої секреції тонко координована.
Введення тиреотропіну викликає множинні зрушення в обміні речовин: через 15-20 хвилин підвищується секреція гормонів щитовидної залози та посилюється поглинання нею йоду, необхідного для синтезу цих гормонів; підвищується поглинання кисню щитовидною залозою, зростає окиснення глюкози, активується обмін фосфоліпідів та новоутворення РНК. Наразі з'ясовано, що механізм дії тиреотропіну, як і багатьох інших пептидних гормонів, зводиться до активування аденілатциклази, розташованої у безпосередній близькості від рецепторного білка, з якимзв'язується тиреотропін. Як наслідок цього, у щитовидній залозі прискорюється низка процесів, у тому числі й біосинтез тиреоїдних гормонів.[3]
Інсулін - білок, що виробляється в клітинах підшлункової залози. Його будова детально вивчена. Інсулін був першим білком, у якого Ф. Сангером було з'ясовано первинну структуру. Він же став першим білком, отриманим шляхом хімічного синтезу.
Вперше наявність у залозі гормону, що впливає на вуглеводний обмін, було відзначено Мерінгом та О. Міньковським (1889). Пізніше Л.В. Соболєв (1901) встановив, що джерелом інсуліну в підшлунковій залозі служить її острівцева частина, у зв'язку з чим у 1909 році цей гормон, не будучи ще індивідуалізований, отримав найменування - інсулін (від лат. insula - острів) . У 1992 році Ф. Бантінг і Г. Бест вперше приготували активний препарат інсуліну, а до 1926 були розроблені способи його виділення у високоочищеному стані, у тому числі у вигляді кристалічних препаратів, що містять 0,36% Zn.
Інсулін синтезується в бета-клітинах острівців Лангерганса простим механізмом синтезу білка. Трансляція інсуліну починається на рибосомах, пов'язаних з ендоплазматичним ретикулумом, з утворенням препрогормону інсуліну. Цей вихідний препрогормон з молекулярною масою 11500 в ендоплазматичному ретикулумі розщеплюється до проінсуліну з молекулярною масою близько 9000. Далі в апараті Гольджі більша частина дробиться на інсулін, що упаковується в секреторні гранули, і пептидний фрагмент. Однак майже 1/6 частина кінцевого продукту, що секретується, залишається у формі проінсуліну. Проінсулін є неактивною формою гормону.
Молекулярна маса кристалічного інсуліну дорівнює 36 000. Його молекула є мультимером, складеним з шестипротомірів та двох атомів Zn. Протоміри утворюють димери, які взаємодіють з імідазольними ядрами радикалівгіс10ланцюга B і сприяють їх агретації гексамер. Розпадаючись, мультимер дає три субчастинки з молекулярною масою 12 000 кожна. У свою чергу, кожна субчастиця розщеплюється на дві рівні частини з М = 6000. Всі перелічені модифікації інсуліну - протомер, дамер і гексамер - мають повну гормональну активність. Тому часто молекулу інсуліну ототожнюють з протомером, який має повну біологічну активність (М = 6000), тим більше, що в фізіологічних умовах інсулін існують у мономерній формі. Подальше фрагментування молекули інсуліну (з М = 6000) ланцюг А (з 21 амінокислотного залишку) і ланцюг В (з 30 амінокислотних залишків) веде до втрати гормональних властивостей.
Введення інсуліну шляхом ін'єкції або per os (у рот) у вигляді препарату, інкапсульованого в ліпосоми, викликає протилежний ефект: зниження вмісту глюкози в крові, підвищення запасів глікогену у м'язах, посилення анаболічних процесів, нормалізацію мінерального обміну тощо. Всі перелічені вище явища є результатом зміни під впливом інсуліну проникності для глюкози клітинних мембран, на поверхні яких виявлено високо- і низькоафінні Ca 2+ - залежні інсулінові рецептори. Підвищуючи рівень проникнення глюкози всередину клітини та субклітинних частинок, інсулін посилює можливості її використання в тих чи інших тканинах, чи то біосинтез з неї глікогену, чи дихотомічний чи апотомічний її розпад.
При взаємодії інсуліну з рецептором клітинної мембрани збуджується активність протеїнкіназного домену рецептора інсуліну, що позначається на внутрішньоклітинному метаболізі вуглеводів, ліпідів і білків. Дляінсуліну не типовий аденілатциклазний механізм дії.[3] [7]