СВОБОДНЫЕ ПЕПТИДЫ

Основные функции свободных пептидов в экологических взаимодействиях – защитная, нападения, сигнальная.

I. Пептиды с защитной функцией

1. Глутатион

Широко распространенный трипептид, состоящий из глутаминовой кислоты, цистеина и глицина. Особенность строения – цистеин прикреплен к глутаминовой кислоте через СООН-группу, находящуюся в боковом радикале глутаминовой кислоты. Так как цистеин имеет SH-группу, глутатион обозначается как G-SH. Так же как 2 цистеина образуют цистин, две молекулы глутатиона могут образовать G-S-S-G.

Глутатион защищает: а) SH-группы цистеина в составе различных белков от окисления

б) всю клетку от воздействия H₂O₂, участвуя в ее разложении

в) от ксенобиотиков (чужеродных для клетки веществ), способствуя их переводу в водорастворимую форму и тем самым облегчая их удаление из клетки

г) входит в состав ферментов, в том числе – в состав ДДТ-дехлоргидразы, расщепляющей и обезвреживающей опасный пестицид ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан).

2. α-Аманитин – токсин бледной поганки Amanita phalloides, защищает гриб от поедания.

Рис. 1. Внешний вид бледной поганки, формула и упрощенная схема строения α-аманитина

В составе α-аманитина– 4 белковых и 3 небелковых аминокислоты: дигидроксиизолейцин, оксипролин и триптатионин, являющийся производным триптофана и цистеина.

α-Аманитин ингибирует траскрипцию в клетках съевшего гриб животного, связываясь с РНК-полимеразой. Вызывает необратимую дисфункцию печени и почек. Для человека LD₅₀ (доза, при которой погибает 50% лиц, получивших токсин) составляет 0,1 мг/кг массы тела. В 100 г свежего гриба содержится около 10 мг α-аманитина.

3. Грамицидин S – антибиотик, выделяемый бактериями Bacillus brevis для защиты от конкурентов. Особенно сильно действует на грамм-положительные бактерии. Это циклический пептид из 10 аминокислот, в том числе – небелковых: двух D-фенилаланинов и орнитина. По механизму действия – ионофор, то есть встраивается в мембрану бактерии-конкурента, образует канал, нарушающий транспорт калия через мембрану и в результате вызывает гибель клетки.

4. Токсины яда пчел

П челы семейств Melittidae и Apidae для защиты от поедания, а также при защите улья используют токсины мелиттин и апамин. Мелиттин содержит 26 аминокислот, причем в основном это гидрофобные аминокислоты, но в С-концевой области сосредоточены положительно заряженные Лиз-Арг-Лиз-Арг. Такое строение придает мелиттину свойства катионного детергента. Являясь поверхностноактивным веществом, мелиттин нарушает структуру и функции мембран, в том числе – липидный бислой.

Апамин содержит 18 аминокислот с двумя S-S-связями. Он специфично связывается с особым рецептором на мембране, отвечающим за работу калиевых каналов нервных клеток, и нарушает транспорт калия.

С-конец обоих токсинов амидирован.

II. Пептиды с функцией нападения

1. Пептид яда южноамериканской гремучей змеи Crotalus – кротамин.

Состоит из 42 аминокислот (из которых 11 – “+”-заряженных, а 6 – цистеины, образующие в третичной структуре три S-S-связи). Обладает нетипичным для змей механизмом действия на нервную систему – изменяя проницаемость натриевых каналов пресинаптической мембраны (большинство других ядов змей действуют на постсинаптическую мембрану). Кроме того, вызывает некроз мышц.