Ингибиторы протеолитических ферментов

29.10.2014

Вопрос о наличии в зерне злаков природных ингибиторов протеаз и об их биологическом значении изучен еще очень мало. Присутствие мощного ингибитора протеаз в семенах бобовых, в частности сое и арахисе, исследовали более подробно. Впервые ингибитор трипсина был обнаружен также и в пшеничной муке, затем в размолотых зернах риса, овса, кукурузы, ячменя, ржи, проса и в зерне пшеницы. В позднейших работах был разработан способ получения его обогащенных препаратов путем сорбции на нерастворимой в воде ионообменной смоле, содержащей трипсин. Исходным сырьем для получения препаратов служили зародыши пшеницы и ржи. Процесс получения концентрированного ингибитора представлен в таблице 129.

Ингибиторы протеолитических ферментов

Из пшеницы и ржи извлекается одна фракция ингибитора трипсина, представляющая собой белок молекулярной массы около 17 000 и смесь трех ингибиторов молекулярной массы около 12000. Ингибиторы большей молекулярной массы состоят из двух полипептидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками; по-видимому, эти пептиды образуются при расщеплении связи Apг—Ала, когда ингибитор реагирует с трипсином. Поскольку эти модифицированные вещества обладают ингибирующей способностью, активным центром их можно считать именно этот участок молекулы. Там же был установлен аминокислотный состав ингибитора и его N- и С-концевые группы.
При изучении возможности извлекать обогащенные препараты ингибиторов трипсина и химотрипсина было проанализировано несколько сортов озимой и яровой пшеницы, а также крупы рисовой, пшенной и ячменной. Сортовые различия в содержании этих ингибиторов были выражены очень резко: так, если в озимой пшенице сорта Лютесценс 998 содержалось 39 единиц антитрипсина и шесть единиц антихимотрипсина, то в озимой же пшенице сорта Виркус 508 содержалось только две единицы антитрипсина, по 13 единиц антихимотрипсина. Из зерна ржи был выделен ингибитор трипсина, который также подавлял и активность собственных протеаз зерна.
Обогащенные препараты этого ингибитора были получены при осаждении вытяжки зерна полунасыщенным раствором сульфата аммония. Интересно отметить, что при прорастании зерна ингибитор исчезает.
В зерне кукурузы был обнаружен ингибитор трипсина, обладающий способностью подавлять развитие на зерновке микрофлоры, особенно фузариума. Механизм его действия остается пока неясным, но можно предположить, что он заключается в ингибировании протеаз плесневых грибов. В обстоятельных исследованиях были изучены содержание и свойства ингибитора трипсина в зерне некоторых сортов пшеницы обыкновенной и твердой. Среднее содержание ингибитора в твердой пшенице значительно ниже, чем в обыкновенной (11,2 и 18,3 единицы соответственно). Различия также обнаруживаются в величине Кд комплекса трипсин — ингибитор. Обработка раствора ингибитора соляной кислотой (pH 1,9) значительно снижает активность ингибитора, но еще больше эта активность снижается при обработке пепсином в соляной кислоте. Данные свидетельствуют о белковой природе ингибитора.
Заметное понижение способности ингибировать трипсин отмечено также при интенсивном размешивании раствора ингибитора.
Изучение зерна пшеницы, ржи и Тритикале показало, что ингибитор трипсина проявляет наибольшую активность в зерне ржи и очень малую в зерне пшеницы. Активность его в зерне Тритикале приближается к активности в зерне ржи (табл. 130).
Ингибиторы протеолитических ферментов

В этих исследованиях препараты трипсина действовали на синтетический субстрат БАПА, и степень ингибирования выражалась в единицах подавления его активности. Ингибитор переходил в раствор при обработке размолотого зерна ацетатным буфером (pH 3,8). Гельфильтрация на колонке Био-Гель-60 позволила выделить фракцию, обладающую максимальной способностью ингибировать трипсин. Молекулярная масса его лежала в пределах от 10 000 до 14 000. Электрофорезом в полиакриламидном геле при pH 3,8 фракции, содержащие ингибитор, разделялись на пять-шесть полос, из которых не менее четырех могли ингибировать трипсин. В отличие от ингибитора трипсина, содержащегося в семенах сои, ингибитор, экстрагированный из ржи и Тритикале, оказался очень термостойким и не понижал свою активность даже при кипячении в воде в течение 1 ч.
Полученные растворы, содержащие ингибитор трипсина ржи, пшеницы в Тритикале, были исследованы в отношении воздействия на химотрипсин и также обнаружили четко выраженное ингибирующее воздействие на него. В отличие от приведенных материалов активность ингибитора химотрипсина всех трех видов злаков оказалась очень близкой. Термическое воздействие понижает его активность при температуре 50—70°С до 60% исходной, при кипячении в течение 1 ч активность понижается до 40% исходной.
Необходимы дальнейшие исследования для выяснения, в какой мере ингибиторы могут повлиять на активность собственных ферментов зерна и на пшеницу, поврежденную клопом-черепашкой.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: