Ингибитор трипсина
Ингибитор трипсина (ТИ) — это белок и тип ингибитора сериновой протеазы ( серпин ), который снижает биологическую активность трипсина , контролируя активацию и каталитические реакции белков. [1] Трипсин представляет собой фермент, участвующий в расщеплении многих различных белков , в первую очередь в процессе пищеварения у людей и других животных, таких как однокамерные животные и молодые жвачные животные . Серпины, включая ингибиторы трипсина, являются необратимыми и суицидными субстратоподобными ингибиторами. [2] [3]
Он деструктивно изменяет трипсин, делая его недоступным для связывания с белками в процессе пищеварения. [4] В результате ингибиторы протеазы , которые мешают пищеварению, оказывают антипитательное действие. Таким образом, ингибиторы трипсина считаются антипитательным фактором или ANF. [5] Кроме того, ингибитор трипсина частично нарушает функцию химотрипсина .
Трипсиноген — это неактивная форма трипсина, его неактивная форма гарантирует, что белковые компоненты организма, такие как поджелудочная железа и мышцы, не разрушаются. Он образуется в поджелудочной железе и активируется до трипсина энтеропептидазой. [6] Химотрипсиноген является неактивной формой химотрипсина и имеет те же функции, что и трипсин.
Было обнаружено, что присутствие ингибитора трипсина приводит к задержке роста, а также к метаболическим и пищеварительным заболеваниям. [7] Кроме того, гипертрофия поджелудочной железы является частым явлением при приеме ингибиторов трипсина. [8] Присутствие ингибитора трипсина в продукте снижает эффективность белка и, следовательно, приводит к тому, что организм потребителя не может эффективно и полностью использовать белок. [9]
Функция
[ редактировать ]Ингибитор трипсина присутствует в различных продуктах, таких как соевые бобы, зерновые, крупы и различные дополнительные бобовые. [10] Основная функция ингибиторов трипсина в этих продуктах — действовать как защитный механизм. Имея этот вредный компонент, дикие животные узнают, что любой пищи, содержащей ингибитор трипсина, следует избегать. Ингибитор трипсина также может иметь важное значение для биологических процессов внутри растения.
Ингибитор трипсина также может естественным образом встречаться в поджелудочной железе таких видов, как крупный рогатый скот. Его функция заключается в защите животного от любой случайной активации трипсиногена и/или химотрипсиногена. [11]
Инактивация
[ редактировать ]Ингибитор трипсина термолабилен, поэтому при воздействии тепла на эти продукты ингибитор трипсина удаляется, и впоследствии пища становится безопасной для употребления в пищу. [12] Кипячение соевых бобов в течение 14 минут инактивирует около 80% ингибитора, а в течение 30 минут - около 90%. При более высоких температурах, например, в скороварках , требуется более короткое время приготовления. [13] Тесты ELISA можно использовать для измерения достигнутой степени дезактивации.
Применение в коммерческих отраслях
[ редактировать ]Наиболее известное применение ингибитора трипсина — корм для скота. Соевые бобы являются популярным ингредиентом в кормах для скота, поэтому ингибитор трипсина может вызывать беспокойство из-за его присутствия в соевых бобах. Большая часть соевых бобов, используемых в кормах для скота, перерабатывается в соевый шрот, при этом ингибитор трипсина удаляется за счет термической обработки. Однако были проведены эксперименты на животных, которые потребляли активный ингибитор трипсина, и у них постоянно снижался вес.
| Источник | Ингибитор | Молекулярный вес | Тормозящая сила | Подробности |
|---|---|---|---|---|
| Плазма крови | α 1 -антитрипсин | 52 кДа | Также известен как ингибитор сывороточного трипсина. | |
| Лимская фасоль | 8–10 кДа | В 2,2 раза больше веса | Смесь шести различных ингибиторов | |
| крупного рогатого скота Поджелудочная железа и легкие | Апротинин | 6,5 кДа | В 2,5 раза больше веса | Также известен как BPTI (основной ингибитор трипсина поджелудочной железы) и ингибитор Кунитца . Самый известный ингибитор поджелудочной железы . Ингибирует несколько различных сериновых протеаз. |
| Сырой птичий яичный белок | овомуцин | 8–10 кДа | в 1,2 раза больше веса | Овомукоиды представляют собой смесь нескольких различных гликопротеиновых протеаз ингибиторов . |
| Соевые бобы | 20,7–22,3 кДа | в 1,2 раза больше веса | Смесь нескольких различных ингибиторов. Все они также в меньшей степени связывают химотрипсин. |
В 2010 году было опубликовано исследование, показавшее, что ингибитор протеазы из яиц пресноводной улитки Pomacea canaliculata , взаимодействующий как ингибитор трипсина с протеазой потенциальных хищников, стало первым прямым доказательством этого механизма в животном мире. [14]
Клиническое значение
[ редактировать ]Пептидный опухолеассоциированный ингибитор трипсина (TATI) использовался в качестве маркера муцинозной карциномы яичников, уротелиальной карциномы и почечно-клеточного рака. TATI метаболизируется почками и поэтому его уровень повышается у пациентов с почечной недостаточностью . Его уровень может повышаться при неопухолевых процессах, таких как панкреатит, и может использоваться в качестве прогностического маркера в этой ситуации (уровни выше 70 мкг/л связаны с плохим прогнозом).
Пятьдесят процентов муцинозных карцином яичников I стадии связаны с повышенным TATI, а почти 100% опухолей IV стадии демонстрируют повышенный TATI.
От 85 до 95% аденокарцином поджелудочной железы связаны с повышенным TATI (но повышение при панкреатите ограничивает клиническую полезность TATI в этом случае; см. выше).
Шестьдесят процентов аденокарцином желудка имеют повышенный уровень TATI, в частности, опухоли диффузно-инфильтративного/перстневидного типа. Таким образом, TATI дополняет РЭА, уровень которого повышается исключительно при аденокарциноме желудка кишечного типа.
При уротелиальной карциноме экспрессия TATI варьируется в зависимости от стадии: от 20% при опухолях низкой стадии до 80% при опухолях высокой стадии.
Чувствительность TATI при почечно-клеточном раке составляет примерно 70%. Повышенный TATI чаще наблюдается у пациентов с поздней стадией заболевания.
Почти во всех изученных типах опухолей TATI является маркером плохого прогноза. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Ингибиторы трипсина» . Сигма-Олдрич .
- ^ Коэн, Майя; Давыдова, Ольга; Флюр, Роберт (05 февраля 2019 г.). «Ингибиторы серпин-протеазы растений: специфичность и двойственность функции». Журнал экспериментальной ботаники . 70 (7). Общество экспериментальной биологии ( ОУП ): 2077–2085. дои : 10.1093/jxb/ery460 . ISSN 0022-0957 . ПМИД 30721992 .
- ^ Сильверман, Гэри А.; Берд, Филипп И.; Каррелл, Робин В.; Черч, Фрэнк К.; Кофлин, Пол Б.; Геттинс, Питер Г.В.; Ирвинг, Джеймс А; Ломас, Дэвид А.; Люк, Клифф Дж.; Мойер, Ричард В.; Пембертон, Филип А.; Ремолд-О'Доннелл, Эйлин; Салвесен, Гай С.; Трэвис, Джеймс; Уиссток, Джеймс К. (2001). «Серпины представляют собой расширяющееся суперсемейство структурно сходных, но функционально разнообразных белков» . Журнал биологической химии . 276 (36). Американское общество биохимии и молекулярной биологии ( Elsevier ): 33293–33296. дои : 10.1074/jbc.r100016200 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 11435447 . S2CID 18684515 .
- ^ Фаради, Кристофер Дж.; Крейк, Чарльз С. (4 ноября 2010 г.). «Механизмы действия макромолекулярных ингибиторов протеаз» . ХимБиоХим . 11 (17). Химия Европы ( Уайли ): 2341–2346. дои : 10.1002/cbic.201000442 . ISSN 1439-4227 . ПМК 4150018 . ПМИД 21053238 . НИХМСИД 336639.
- ^ Авилес-Гаксиола С., Чак-Эрнандес К. и Серна Салдивар С.О. (2018). «Методы инактивации ингибитора трипсина в бобовых: обзор» . Журнал пищевой науки . 83 (1): 17–29. дои : 10.1111/1750-3841.13985 . ПМИД 29210451 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хирота М., Омурая М. и Баба Х. (2006). «Роль трипсина, ингибитора трипсина и рецептора трипсина в возникновении и обострении панкреатита». Журнал гастроэнтерологии . 41 (9): 832–836. дои : 10.1007/s00535-006-1874-2 . ПМИД 17048046 . S2CID 19643108 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Коскуэта, Пинтадо, Пико, Кнобель, Боскетти, Мальпьеде и Нерли (2017). «Непрерывный метод определения активности ингибитора трипсина в соевой муке». Пищевая химия . 214 : 156–161. doi : 10.1016/j.foodchem.2016.07.056 . hdl : 11336/65435 . ПМИД 27507460 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хван, Фоард, Вэй. «Ингибитор соевого трипсина» . Журнал биологической химии . 252 : 1099–1101. дои : 10.1016/S0021-9258(19)75211-9 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Кломклао, Бенджакул, Кишимура, Чайджан (2011). «Экстракция, очистка и свойства ингибитора трипсина из тайского маша (Vigna radiata (L.) R. Wilczek)». Пищевая химия . 129 (4): 1348–1354. doi : 10.1016/j.foodchem.2011.05.029 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Рене, Джанет. «Пищевые продукты, содержащие протеазу» .
- ^ «Ингибиторы трипсина» . Уортингтонская биохимическая корпорация .
- ^ Кадам С.С. и Смитард Р.Р. (1987). «Влияние термической обработки на ингибитор трипсина и гемагглютинирующую активность крылатой фасоли». Растения. Продукты питания для питания человека . 37 (2): 151–159. дои : 10.1007/BF01092051 . S2CID 84193551 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Лю, КеШун (6 декабря 2012 г.). Соевые бобы: химия, технология и использование . Спрингер. ISBN 978-1-4615-1763-4 .
- ^ Дреон М.С., Итуарте С. и Херас Х. (2010). «Роль ингибитора протеиназы оворубина в яйцах яблочных улиток напоминает защиту растительных эмбрионов от хищников». PLoS ONE 5 (12): e15059. дои : 10.1371/journal.pone.0015059 .
- ^ Де Мейс, Дэниел. ASCP Краткий справочник по клинической патологии, 2-е изд. АСКП Пресс 2009.
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( декабрь 2010 г. ) |
- Jones et al., Biochem., 2, 66, (1963).
- Лайнуивер и Мюррей JBC, 171, 565 (1947)
- Куниц и Нортроп Дж. Генерал Физиол., 19, 991 (1936).
- Френкель-Конрат и др., Arch. Биохим. Биофиз., 37, 393 (1952)
- Frattali, V., and Steiner, R.: Biochem., 7, 521 (1968)
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Ингибиторы трипсина + Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
