НЕЙРОХИМИЯ, 2007, том 24, № 2, с. 180-185
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
УДК 577.122
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПЕПТИДОВ. ЧТО ВКЛЮЧАТЬ В НЕЕ ДЛЯ МИНИМАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ШИРОКОГО КРУГА НЕЙРОХИМИКОВ И НЕЙРОФИЗИОЛОГОВ, АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ СТАРШИХ КУРСОВ?
© 2007 г. И. П. Ашмарин*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва
В статье представлены предложения по так называемым "минимальным" структурно-функциональным классификациям регуляторных пептидов (РП), имеющие целью ориентацию нейрофизиологов и нейрохимиков, не связанных непосредственно с исследованиями РП, а также аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в качестве нейрохимиков и нейрофизиологов. Предлагается ежегодное обновление подобных классификаций на основе новейших данных о РП с учетом пожеланий и замечаний ученых и педагогов вузов.
Ключевые слова: регуляторные пептиды, классификация.
Современная структурно-функциональная классификация регуляторных пептидов (РП) - задача большой сложности. Сложность определяется 1) числом РП и семейств РП, которые для млекопитающих превысили уже соответственно 1000 и 40 и постоянно возрастают, 2) открытием новых функций у известных РП (всегда и так полифункциональных), 3) трудностью дифференциации прямых и опосредованных эффектов данного РП in vivo и поэтому трудностью определения наиболее характерных его функций.
Следует подчеркнуть, что получить достаточно полную информацию о свойствах одного РП или семейства РП в наше время не очень сложно. Достаточно обратиться к созданному Замятниным A.A. банку данных [1] или ряду зарубежных источников [2-4]. A вот получить представление о современной классификации РП, причем предельно упрощенной, компактной, достаточной для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в нейрохи-мии и нейрофизиологии, и даже для уже сложившихся ученых, не связанных прямо с РП, -задача непростая.
Каким объемом сведений следует при этом ограничиться? Следует ли включать сведения о всех семействах РП, в том числе малоизученных? Чем ограничить характеристики каждого семейства? "Сжимать" ли информацию о функциях до минимального уровня, характеризующего данное семейство? Представлять ли
* Адресат для корреспонденции: Москва, Воробьевы горы, МГУ; тел. 433-00-13, тел./факс: (495) 939-33-55; e-mail: ashmarin25@mail.ru
структурные характеристики в тех случаях, когда не выявлены участки, ответственные за связывание с рецептором, адресные последовательности и т.п.? Приводить ли перечни рецепторов РП, распространение и функции которых недостаточно определены? Указывать ли их вторичные мессенджеры? Пытаться ли группировать семейства РП по структурным или функциональным признакам? Какое, наконец, число аминокислотных остатков принять в качестве максимального для РП (у разных авторов варьирует от 45 до 60)?
Для разных уровней преподавания нейрохи-мии и нейрофизиологии невозможно дать однозначные ответы на эти вопросы. Здесь неизбежно влияние типа вуза или ведущего педагога. Каждый из этих вопросов заслуживает глубокого и перманентного обсуждения, но как быть сейчас, в текущем году, например? Мы сделали попытку формирования "минимальной" классификации. Чтобы избежать громоздкости, таблица разделена на часть "а", характеризующую структурные особенности РП, и часть "б", где предельно кратко сформулированы функциональные особенности. В конце таблицы (приложение 1) кратко охарактеризованы концентрации РП в тканях и плазме крови, а в приложении 2 представлена схема образования вторичных мессенджеров РП. Мы полагаем, что, приняв эту таблицу за основу, каждый преподаватель может ввести для себя и обучаемых небольшие дополнения, соответствующие особенностям тематики курса в данном вузе. Предполагается ежегодная публикация этих таблиц,
Классификация РП млекопитающих Включены в классификацию РП, состоящие менее чем из 45 а.о. Большие по размеру РП (в том числе инсулин и т.п.) рассматриваются обычно в курсе эндокринологии (хотя указанная граница условна). Классификация основана на структурном сходстве, но при этом учитываются и близость рецепторов, и функциональное сходство. Таблица разделена на два раздела: структуры и рецепторы (а), некоторые характерные биоактивности (б). В таблицу включены РП и их минимальные характеристики, которые соответствуют объему учебного курса (данные преимущественно по РП человека). В конце таблицы - краткие сведения о концентрации РП в тканях и плазме крови.
№ Семейство Подсемейство, группа, представители, число а.о. (в особых случаях - места преимущественного синтеза) Характерные структуры
1 Опиоиды Энкефалиновые опиоиды
-энкефалины-5 Г YGGFM1
или
[ YGGFL ]
Р-эндорфин-31 YGGFM...
а-1, у-17
динорфин А-17 YGGFL...
-адренорфин-8 YGGFM...
Параопиоиды
эндоморфины-4 YPWFa
YPFFa
ноцицептин-17 ...FGGF...
дерморфин-7 YdAFGYPS
казаморфин-4 YPFPG
RF-содержащие FMRFa
2 Кинины Брадикинин-9 RPPGFSPFR
3 Тахикинины Вещество Р, SP (10) RPKЮOFFGLa
Нейрокинины А-10 и В-10
4 Пептид дельта-сна DSIP(9) (delta-sleep-inducing-peptide) WAGGDASGE
5 Нейротензины Нейротензин (13) <ELYENKPRRPYIL
6 Эндотелины ET1-21 - синтез в клетках эндотелия 1
ET2 ...C15HLDП20
ET3 1
7 Ангиотензины Ангиотензин II (B) DRVYIHPF
8 Тиролиберины Тиролиберин-3, (декретируемый <EHPa
в гипоталамусе, структурные варианты
образуются и в других органах)
9 Атриопептиды, ANP-28 образуется, главным образом, Петлеобразная
натрийуретиче- в атриуме, BNP-32 — преимущественно в структура за счет
ские пептиды мозге, CNP-22 - в эндотелии сосудов моз- -S-S-связи между
(ANP, BNP, CNP) га, слизистой трахеи и жидкости семен- остатками цистеина
ных пузырьков
10 Тоцины Вазопрессин-9 CYFQNCPRGa
Окситоцин-9 CYIQNCPLGa
Вазотоцин-9 CYIQNCPRGa
11 Кальцитонины Кальцитонин-32
(Ко-кальцигенин, ...NVGSKAFa
CGRP — calcitonin genrelated peptide)-37
амилин-37 ...NVGSNTYa
Рецепторы и вторичные медиаторы
5-, а-, ц- Л
Ц (5-, к-) Ц cAMP
к (ц) Ц (5-, а-)
высокоселективны к
i cAMP
Ц-
FQ Ц
ц-, 5-
антагонизм к ц-B1-4
DAG, IP3 —► Ca2+ NK1-3
DAG, IP3 —► Ca2+
NTS-3 i cAMP
ETa (к ETi)
ETB (к ETi-з)
(DAG, IP3), (NO)
at2
DAG, IP3 DAG, IP3
Ri
R2 R3
■ Ca2+
■ Ca2+
t cGMP
Via, Vib, V2 DAG, IP3 —► Ca2+ (почка- t cAMP)
Cla, Clb CGRP1, CGRP2 t cAMP
Продолжение
№ Семейство Подсемейство, группа, представители, число а.о. (в особых случаях - места преимущественного синтеза Характерные структуры Рецепторы и вторичные медиаторы
12 Гонадолиберин люлиберин (ГЛ, LH-RH, FSH-RH) ГЛ-10 <EHWSYGLRPGa ■ cAMP
13 Нейропептид Y Нейропептид Y-36 ...ITRQRYa Y-5
Панкреатический полипептид-36 ...LTRPRYa ■ cAMP, Ca2+
14 Эндозепины (диазепамблокиру-ющий ингибитор) Эндозепин-50 Активные фрагменты (34, 25, 18, 6) ...ELKKKYGI Специфический связывающий локус на ГАМКА-рецепторе
15 Кортиколиберин (CRH) КЛб-41 crf12 t cAMP
16 Адренокорти-котропин и его фрагменты (АКТГ) АКТГ-39 АКТГ 4-7, 4-10 АКТГ 1-13, идентичный а-меланотропину M4EHF7RWG10 t cAMP
17 Гастрины, холецистокинины Гастрин-17 Гастрин-34 Холецистокинин-58 ...EEEEYG WMDFa 1 so3h
Холецистокинин-33 Холецистокинин-8 DYMGWMDFa 1 SO3H A
Холецистокинин (4) WMDFa B
18 Гастрин-рилизинг пептид (ГРП), бомбезины ГРП-27 ...WAVGHLMa DAG, IG3 —► Ca2+
19 Вазоактивный ин-тестиналъный пептид (ВИП), секретин, глюкагон ВИП-28 Секретин-27 Глюкагон-29 HSDA... HSDG HSQT VIP, VIP2 t cAMP
20 Соматостатин Соматостатин-28 Соматостатин-14 la, lb, 2a, 2b ■ cAMP
21 Галанин Галанин-30 ■ cAMP
22 Мотилин Мотилин-22
23 Глипролины Глипролины-3 Глипролины-2 PGP, PG, GP и аналоги, где P замещен на гидроксипролин
24 Грелин Грелин-28
25 Эндогенные антибиотические пептиды а-дифенсин-30 протегрин (ВВ-1)-18 и др. Богаты катионными а. о., структура фиксирована Cys-Cys связями
б" I
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Пептиды
Некоторые характерные биоактивности
Энкефалины
ы
д
и о и п о
Р-эндорфин Эндоморфины Ноцицептины Брадикинин
Вещество Р
Пептид дельта-сна (ПДС) Нейротензины
Эндотелины
ET1: ET2-ET3-
Ангиотензин II
Тиролиберин
Атриопептиды, натрий-уретические пептиды (ANP, BNP, CNP)
Вазопрессин
Окситоцин
Вазотоцин
Ко-кальцигенин (CGRP) Гонадолиберин
Нейропептид Y
Эндозепины Кортиколиберин
Адренокортикотропин Гастрин
Холецистокинин-33 Холецистокинин-8 Холецистокинин-4 Гастрин-рилизинг пептид
аналгезия (при центральном введении), котрансмиттер при регуляции тонуса сосудов
аналгезия, индукция "внутреннего подкрепления" (гедонические реакции) особенно сильный аналгетический эффект усиливают восприятие боли
место - вазодилятация, усиление восприятия боли, участие в воспалении; гипотензия, участие в аллергических реакциях - констрикция гладкой мускулатуры бронхов, тонкого кишечника, матки
участие в восприятии боли, в нейрогенном воспалении, противострессовое действие
усиливает дельта-волновой компонент электроэнцефалограммы, сопутствующий сну, уровень ПДС возрастает при гибернации
участвует в системе "внутреннего подкрепления", модулируя уровень дофамина, аналгетик неопиоидного типа, сочетает гипотензивное и гипотермическое действие; проявляет нейролептическое действие
- вазоконстрикция (через ЕТА-рецепторы) ►вазодилятация (через ЕТв-рецепторы с участием NO)
Модулируют деятельность сердца, почек и сократимость бронхов...
сильная вазоконстрикция, гипертензивное действие, индукция выхода альдостерона, некоторых простагландинов и пептидов-дериватов проопиомеланокортина
индуцирует выход тиротропина в гипофизе, активируя систему щитовидной железы, прямое активирующее влияние на ряд функций мозга, в том числе на уровень положительных эмоций и когнитивные процессы
сильные натрийуретики (особенно ANP), вызывают гипотензию;
BNP и CNP стимулируют потребление воды
антидиурез, гипертензия
констрикция матки, секреция молока, индукция материнского поведения обладает свойствами и вазопрессина, и окситоцина
сильный вазодилятатор, регулятор просвета артериол и кровоснабжения органов, модулирует передачу сенсорных
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.