Ингибитор протеазы Кунитца STI
| Ингибитор трипсина и протеазы | |||
|---|---|---|---|
 Структура ингибитора трипсина Кунитцевого типа. [ 1 ] | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Куниц_овощи | ||
| Пфам | PF00197 | ||
| ИнтерПро | ИПР002160 | ||
| PROSITE | PDOC00255 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1связь / ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ / СУПФАМ | ||
| |||
Ингибитор трипсина сои Кунитца — это тип белка , содержащийся в бобовых семенах , который действует как ингибитор протеазы . [ 2 ] Ингибиторы соевого трипсина типа Кунитца обычно специфичны либо для трипсина , либо для химотрипсина . Считается, что они защищают семена от потребления животными-хищниками.
Фон
[ редактировать ]В сое обнаружены два типа ингибиторов трипсина: ингибитор трипсина соевого типа Кунитца (STI, открытый Мозесом Куницем и иногда сокращенно KTI) и ингибитор Боумана-Бирка (BBI). STI является большим (20 100 дальтон) и сильным ингибитором трипсина, тогда как BBI намного меньше (8 000 дальтон) и ингибирует как трипсин, так и химотрипсин. [ 3 ] Оба ингибитора оказывают значительное антипитательное действие на организм, влияя на пищеварение, препятствуя гидролизу белка и активации других ферментов в кишечнике. STI обнаруживается в сое в гораздо больших концентрациях, чем BBI, однако для достижения максимальной пищевой ценности сои оба этих ингибитора должны быть каким-либо образом денатурированы. Сообщается, что цельные соевые бобы содержат 17–27 мг ингибитора трипсина на грамм.
Ингибирующая активность протеазы снижается при термической обработке соевых бобов, что приводит к снижению ее уровня в соевых продуктах, таких как тофу и соевое молоко . [ 4 ]
Структура
[ редактировать ]Белки семейства Куниц содержат от 170 до 200 аминокислотных остатков и одну или две внутрицепочечные дисульфидные связи . Наиболее консервативная область находится в их N-концевой части. Кристаллические структуры соевого ингибитора трипсина (STI), ингибитора трипсина DE-3 из каффирового дерева Erythrina caffra (ETI) [ 1 ] и бифункциональная протеиназа К/ингибитор альфа-амилазы из пшеницы (PK13) были раскрыты, показав, что они имеют ту же структуру складок бета-трилистника , что и интерлейкин 1 и гепаринсвязывающие факторы роста . [ 5 ]
Несмотря на структурное сходство, STI не проявляет биологической активности интерлейкина-1, предположительно из-за различий в их первичных последовательностях. Активный ингибирующий сайт, содержащий разрезаемую связь , расположен в петле между бета-нитями 4 и 5 при STI и ETI.
Действие и последствия ингибиторов трипсина
[ редактировать ]Ингибиторы трипсина требуют особой трехмерной структуры для инактивации трипсина в организме. Они прочно связываются с трипсином , блокируя его активный центр и мгновенно образуя высокостабильный аддукт, останавливая переваривание определенных белков. Трипсин, сериновая протеаза, отвечает за расщепление основной цепи полипептида после аргинина или лизина .
После еды высвобождение трипсиногена стимулируется холецистокинином и подвергается специфическому протеолизу для активации. Свободный трипсин затем способен активировать другие сериновые протеазы, такие как химотрипсин , эластаза и еще трипсин (путем автокатализа ), или продолжать расщепление белков. [ 6 ] Однако если присутствуют ингибиторы трипсина (в частности, ИППП), большая часть трипсина в цикле пищеварения инактивируется, и проглоченные белки остаются целыми. Последствия этого явления включают расстройство желудка и гиперплазию поджелудочной железы (пролиферация клеток) или гипертрофию (увеличение клеток). [ 7 ]
Количество соевых ингибиторов напрямую связано с количеством трипсина, который они ингибируют, поэтому продукт с высокой концентрацией сои, вероятно, будет вызывать большие значения ингибирования. В модели на крысах животных кормили либо концентратом соевого белка, либо прямым концентратом ИППП. В обоих случаях через неделю у крыс наблюдалось дозозависимое увеличение веса поджелудочной железы как за счет гиперплазии, так и за счет гипертрофии. [ 7 ] Это указывает на то, что долгосрочное потребление диеты с высоким содержанием сои с сильной активностью ингибитора трипсина также может вызывать нежелательные эффекты у людей.
Инактивация ингибиторов трипсина
[ редактировать ]Значительный объем исследований проводится для определения лучшего метода инактивации ингибитора. К наиболее успешным методам, найденным на данный момент, относятся:
- Нагревать
- Замораживание
- Добавление сульфитов
Гастротела
[ редактировать ]ИППП обладают высокой устойчивостью к пепсину , что позволяет ИППП избежать разложения в желудке и затем ингибировать трипсин. Таким образом, STI был преобразован в миметик антител, называемый гастротелом, с целью решения проблем деградации антител в кишечнике после перорального введения. Петли STI были рандомизированы и отобраны с помощью фагового дисплея для связывания с интересующей мишенью (токсином Clostridium difficile ). [ 8 ]
Исследования рака
[ редактировать ]Хотя ингибиторы трипсина широко рассматриваются как антипитательные факторы в сое, в настоящее время проводятся исследования возможных антиканцерогенных свойств ингибиторов. Некоторые исследования показали, что ингибиторы протеазы могут оказывать необратимое подавляющее действие на рост канцерогенных клеток. Однако механизм до сих пор неизвестен. Раковые заболевания, демонстрирующие положительные результаты для этой новой разработки, — это рак толстой кишки, полости рта, легких, печени и пищевода. По-прежнему необходимы дальнейшие исследования для определения таких вещей, как способ доставки этого природного антиканцерогена, а также проведение обширных клинических испытаний в этой области. [ 9 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б PDB : 1 галстук ; Онести С., Брик П., Блоу Д.М. (январь 1991 г.). «Кристаллическая структура ингибитора трипсина типа Куница из семян Erythrina caffra». Дж. Мол. Биол . 217 (1): 153–76. дои : 10.1016/0022-2836(91)90618-G . ПМИД 1988676 . S2CID 46210915 .
- ^ Роулингс Н.Д., Толле Д.П., Барретт А.Дж. (март 2004 г.). «Эволюционные семейства ингибиторов пептидаз» . Биохим. Дж . 378 (Часть 3): 705–16. дои : 10.1042/BJ20031825 . ПМК 1224039 . ПМИД 14705960 .
- ^ [Ингибиторы соевых протеаз в пищевых продуктах], DiPietro CM, Liener IE, 1989. J Food Sci.
- ^ Гилани Г.С., Кокелл К.А., Сепер Э. (2005). «Влияние антипитательных факторов на усвояемость белка и наличие аминокислот в пищевых продуктах» . Журнал AOAC International . 88 (3): 967–987. дои : 10.1093/jaoac/88.3.967 . ПМИД 16001874 .
- ^ Мурзин А.Г., Леск А.М., Чотия С. (январь 1992 г.). «Бета-трилистник. Закономерности структуры и последовательности ингибиторов Куница, интерлейкинов-1 бета и 1 альфа и факторов роста фибробластов». Дж. Мол. Биол . 223 (2): 531–43. дои : 10.1016/0022-2836(92)90668-А . ПМИД 1738162 .
- ^ [Принципы биохимии], Хортон Х.Р., Моран, Л.А., Скримджер К.Г., Перри М.Д., Роун Дж.Д., 2006.
- ^ Jump up to: а б [Гипертрофия и гиперплазия поджелудочной железы крыс, вызванная кратковременным диетическим введением белка, полученного из сои, и ингибитора трипсина из соевых бобов], Smith JC, Wilson Fd, Allen PV, Berry DL, 1989. J Appl Toxic.
- ^ Вике Н., Бедфорд М.Р., Ховарт М. (2021). «Гастротела — это сконструированные миметики антител, устойчивые к пепсину и соляной кислоте» . Коммун. Биол . 4 (1): 960. doi : 10.1038/s42003-021-02487-2 . ПМЦ 8358037 . ПМИД 34381153 .
- ^ [Роль соевых продуктов в снижении риска развития рака], Мессина М, Барнс С, 1991. Институт рака J Natl.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Трипсин + Ингибитор + Куниц + Соевые бобы в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Роулингс Н.Д., Мортон Ф.Р., Кок С.И., Конг Дж., Барретт А.Дж. «Семейство ингибиторов I3 (семейство Куниц-П)» . MEROPS — база данных протеаз . Проверено 19 декабря 2008 г.
- Бассанезе В., Гоццо А.Дж., Нуньес В.А., Пайва П.Б., Араужо М.С., Сампайо К.А. «Ингибиторы Кунитца ИППП» . Инструмент на основе Интернета/HMMer для изучения ингибиторов протеазы Кунитца . Федеральный университет Сан- Паулу Проверено 1 декабря 2008 г.