Особую группу ферментов, осуществляющих заключительные стадии гидролиза белков, составляют дипептидазы, относящиеся к экзогидролазам. Дипептидазы ответственны за пополнение фонда свободных аминокислот для метаболических потребностей организма и имеют особое значение для нервной ткани. Одним из представителей данной группы ферментов, активность которого максимальна при нейтральном значении рН, является глицилглицин-дипептидаза (3.4.13.1).,обладающий строгой субстратной специфичностью (Цыперович, Авдеев,1978). Конечным продуктом его работыявляется глицин, входящий в состав многих белков и биологически активных соединений (Gomeza et al., 2003). Функция глицилглицин-дипептидазы нервной ткани заключается в регуляции уровня глицина в зависимости от ее метаболических потребностей. Глицин также является нейромедиаторной аминокислотой. Рецепторы к глицину имеются во многих участках головного мозга и спинного мозга и оказывают «тормозное» воздействие на нейроны, уменьшают выделение из нейронов «возбуждающих» аминокислот, таких, как глутаминовая кислота, и повышают выделение ГАМК (Li, Han, 2006). Аминокислота глицин служит медиатором в некоторых случаях постсинаптического торможения в спинном мозге. В головном мозге большая плотность глициновых рецепторов обнаружена не только в структурах ствола, но и в коре больших полушарий, стриатуме, ядрах гипоталамуса, проводниках от лобной коры к гипоталамусу, мозжечке (Watanabe et al., 1992). Рецепторы глицина и ГАМК составляют, вероятно, половину всех синаптических рецепторов мозга. Пресинаптические нервные окончания имеют транспортную систему, которая характеризуется высоким сродством к глицину, но не к какой либо другой аминокислоте. Эта система возвращает глицин из синаптической щели.
Нами исследована активность глицилглицин-дипептидазы в головном мозгу (больших полушариях) и печени неспавших зимой и пробуждающихся весной сусликов. Так как, температура тела пробуждающегося суслика 10ºС, а неспавшего - 37ºС, то нами были выбраны соответствующие температуры инкубации тканей.
Как видно из таблицы 5, при 10ºС, температуре, при которой суслики обычно зимой находятся в торпидном состоянии, активность глицилглицин-дипептидазы высокая, независимо от того спали зверьки или нет.
В больших полушариях головного мозга суслика активность фермента у неспавших зимой и пробуждающихся после спячки, не отличается, хотя эта температура соответствует температуре тела пробуждающегося суслика (для них она «истинная»).
Таблица 5 Активность глицилглицин-дипептидазы в тканях суслика в мкмоль глицина на мг белка за 30 минут инкубации (n=4-5)
|
Состояние животных |
Температура инкубации ткани |
| |
10ºС |
37ºС |
|
Неспавшие зимой |
Большие полушария |
| |
5.8±0.57 |
8.5±0.62 Р1<0.01 |
|
Пробуждающиеся после спячки (tтº =10°С) |
5.2±0.25 |
6.9±0.5 |
|
Неспавшие зимой |
печень |
| |
4.2±0.20 |
17.3±0.75 Р1<0.001 |
|
Пробуждающиеся после спячки (tтº =10°С) |
6.5±0.50 |
7.8±0.45 Р2<0.001 |
Р1 - значение достоверно относительно инкубации 10ºС
Р2 - значение достоверно относительно неспавших сусликов (инкубация 37ºС)
«Оптимальная» активность глицилглицин-дипептидазы, измеренная при 37ºС отличается незначительно в обеих сериях исследования (у неспавших сусликов она выше на 23%, но р>0.05). У сусликов пробуждающихся после спячки разница между «оптимальной» и «истинной» активностью фермента составляет 38%, а у неспавших - 45%.
Таким образом, активность глицилглицин-дипептидазы в больших полушариях головного мозга не зависит от температуры инкубации как у сусликов переживших зиму в тепле и на пищевом рационе и не уснувших, так и у тех, которые просыпались после зимней спячки, и температура тела на момент исследования была 10ºС.
TimeBiology