Оқсил ва пептид гормонлар биосинтези

Инсулин, соматотропин, пролактин, аденогипофизнинг гликопротеин оқсиллари, паратгормон

1. Оқсил ва пептид гормонлар биосинтези. Стероидлардан фарқли ўлароқ, пептид ва оқсил гормонлар биосинтезнинг бирламчи маҳсулотларидир. Тегишли информация ДНК дан транскрипция давомида «ўқилади». мРНК пептид занжирининг аминокислота кетма-кетлигини кодлайди, бу пептид кўпинча молекуляр массаси бўйича етилган гормон молекуляр массасидан оғирроқ бўлади. мРНК трансляцияси рибосомаларда ўтади.

2. Инсулин. Инсулин (лот. insula «орол») – оқсил табиатига эга бўлган гормон, ошқозон ости безининг Лангерганс оролчаларида жойлашган β-ҳужайраларда ҳосил бўлади. Инсулин деярли барча тўқималарда модда алмашинуви жараёнига кўп факторли таъсир ўтказади. Инсулиннинг асосий таъсири қонда глюкоза концентрациясини пасайтиришдан иборат. Энг кўп ўрганилган гормон ҳисобланади. β-Ҳужайраларнинг деструкцияси натижасида инсулиннинг секрецияси бузилади – бунда инсулиннинг абсолют етишмовчилиги юзага келади – бу 1-тип қандли диабет касаллигидир. Инсулиннинг тўқималарга таъсирининг бузилиши – нисбий инсулин етишмовчилиги – 2- тип қандли диабетни келтириб чиқаради.

98-расм. Инсулин биосинтези

Кўпчилик секретор оқсиллар каби, инсулиннинг ўтмишдоши – препроинсулин сигнал пептидга эга, бу пептид, пептид занжирини эндоплазматик ретикулум ичига йўналтиради. Бу ерда сигнал пептид ажралиши ва дисульфид боғлар ҳосил бўлиши билан проинсулин ҳосил бўлади. Проинсулин Гольджи аппаратига тушади ва ҳужайра везикулаларида, β-гранулаларда тўпланади. Бунда С-пептид узилиши натижасида етилган инсулин ҳосил бўлади, ва ўзида рух сақлаган гексамер ҳолида секрециялангунга қадар сақланиб туради.

99-расм. Инсулин гексамерининг компьютер модели: 6 та молекула инсулин

рух иони билан боғланган гистидин қолдиқлари ёрдамида гексамерга бирлашган. Инсулиннинг секретор шакли гексамер тузилишига эга

3. Соматотропин. Ўсиш гормони, ёки соматотропин одам мияси гипофизининг олд қисмида синтез бўлади. Соматотропин биринчи бор ўлик материалдан ажратиб олинган ва тозаланган (1963). Соматотропин молекуласи битта полипептид занжиридан иборат бўлиб 190-191 та аминокислота қолдиғидан иборат, молекуляр массаси 22 кДа.

100-расм. Ўсиш гормони – соматотропин ва плацентар лактогеннинг бирламчи структураси. Соматотропин структураси тўлиқ келтирилган. Асосий пептид занжири ёнида лактогеннинг аминокислоталари келтирилган

Кимёвий структураси бўйича соматотропин пролактин ва плацентар лактоген билан ўхшаш тузилган, шунинг учун улар бир оилага киритилган. Бу учта гормон эволюция давомида битта умумий ўтмишдошдан келиб чиққан деб ҳисобланади.

Одам ва бир неча тур ҳайвонларнинг соматотропинлари ўрганилган. Улар ўзларининг аминокислота кетма-кетлигида бир мунча фарқ қилса ҳам бир-бири билан ўзаро аниқ гомологияни намоён қиладилар. Уларнинг таркибига триптофаннинг битта ва цистеиннинг тўртта қолдиғи албатта киради. Цистеинлар 2 та дисульфид кўприк ҳосил қилади, бу кўприклар иккита ҳалқа – марказий бўлимни ўз ичига олган катта ҳалқа (одам соматотропинида цис-54 ва цис-165 ўртасида) ва С-охирги қисмда цис-182 ва цис-189 ўртасидаги кичик ҳалқани ҳосил қилади. Соматотропин молекуласида қутбсиз аминокислота қолдиқларининг кўплиги унинг эритмаларда димерлар ва улардан ҳам каттарок агрегатларни ҳосил қилишга мойиллик мавжудлигини асослайди. Соматотропиннинг фазовий тузилишида юқори даражада тартиблилик бор. Одам соматотропини полипептид занжирида 4та α-спираль ва 3 та норегуляр қисм бор.

Одам соматотропини ҳайвонларнинг ўрганилган соматотропинларидан 34-35% га фарқ қилади. Ҳайвон соматотропинлари одамларга юборилганда актив эмаслиги аниқланган.

Организмда соматотропин етишмаганида гипофизар нанизм ривожланади («карлик» бўлиб қолиш). Унинг учраши бир миллион одамга 7-10 тага тўғри келади. Соматотропин, шунинг учун, медицинада дори сифатида ҳам ишлатилади, биотехнологик усулда олинади.

4. Пролактин (лактотроп гормон, лактотропин) - 199 та аминокислота қолдиғидан иборат оқсил, дисульфид боғлари бор, молекуляр массаси ~24 кДа. Пролактин гипофизнинг ацидофиль ҳужайраларида синтезланади, у лактотроф гормонлар синфига киради. Пролактиннинг синтезини пролактолиберин ва тиреолиберин, эстрогенлар активлаштиради. Унинг синтезини пролактостатин камайтиради.

Пролактинга ўхшаш оқсиллар:

- пролиферин

- соматотропин

- плацентар лактоген.

Пролактин гипофизнинг «қадимги» гормонларидан бири ҳисобланади, чунки у қуйи ташкил этилган (сут безлари йўқ) организмларнинг гипофизидан ҳам топилган. Ҳозирги вақтга келиб қўй, буқа ва одам гипофизлари пролактини тўлиқ ўрганилган.

5. Аденогипофизнинг гликопротеин оқсиллари. Гипофизнинг олд қисми аденогипофиз деб аталади. Аденогипофиз гормонлари «троп» гомонлари деб ҳам аталади, чунки уларнинг нишони эндокрин безлар ҳисобланади.

Аденогипофиз гормонларига қуйидаги моддалар киритилган:

1) тиреотроп гормон (ТТГ) – қалқонсимон без гормонларининг биосинтези ва секрециясининг асосий регулятори

2) адренокортикотроп гормон (АКТГ) – буйрак усти безлари пўстлоғини стимулловчи модда

3) гонадотроп гормонлар:

а) фолликулстимулловчи гормон (ФСГ) – тухумдонларда фолликулаларнинг етилишига ёрдам беради

б) лютеинизацияловчи гормон (ЛГ) – овуляция чақирувчи гормон

4) соматотроп гормон – ўсиш гормони – ҳужайраларда оқсил синтезини, глюкоза ҳосил бўлишини, ёғларнинг парчаланишини, ҳамда организмнинг ўсишини стимулловчи муҳим фактор

5) пролактин – лактацияни бошқарувчи гормон

6) хорионик гонадотропин (ХГ) – плацента ҳужайралари синтезловчи гликопротеин гормон.

Гонадотропинлар – ФСГ, ЛГ, ХГ – молекуляр массаси ~25 - 39 кДа, кимёвий табиатига кўра гликопротеинлар бўлиб, жинсий безларда гаметогенез ва стероидогенезни таъминлайди.

Аденогипофизнинг гликопротеин гормонларига ТТГ, ФСГ ва ЛГ киритилади, бу гормонлар гипофизнинг олд қисмида синтезланади, лекин кимёвий тузилиши бўйича бу қаторга ХГ ни ҳам қўшиш мумкин, у ҳам гликопротеин гормон, фақат плацента ҳужайралари тарафидан синтезланади.

Фолликулстимулловчи гормон, ёки ФСГ, фоллитропин – гипофизнинг олд қисми гонадотроп гормони (жинсий безлар функциясини бошқарувчи гормон). Кимёвий жиҳатдан ФСГ молекуляр массаси тахминан 25 кДа бўлган гликопротеин, α- ва β-суббирликлардан иборат. ФСГ иккинчи тип базофил ҳужайралар тарафидан лютеинизацияловчи гормон билан бирга ишлаб чиқарилади.

Лютеинизацияловчи гормон, ЛГ, лютеотропин, лютропин (лот. luteum – сариқ) – гипофизнинг олд қисми гонадотроп ҳужайралари тарафидан секрецияланадиган пептид гормон. ФСГ билан биргаликда ЛГ репродуктив системанинг нормал ишлаши учун зарур. Аёллар организмида ЛГ тухумдонларда эстроген гормонларнинг ишлаб чиқарилишини стимуллайди, унинг миқдори максимал бўлганида овуляция содир бўлади. Эркаклар организмида ЛГ тестостерон ишлаб чиқарувчи Лейдиг интертестициал ҳужайраларини стимуллайди.

Хорионик гонадотропин, ХГ - плацента ҳужайралари синтезловчи 237 та аминокислота қолдиғидан тузилган гликопротеин гормон. Унинг структураси бу группа гликопротеинларига хос ва α,β-димердан иборат, тузилиши бўйича у ЛГ га яқин, молекляр массаси 39 кДа. Ҳомиладорлик пайтида қонда ва пешобда ХГ миқдори ортади, шунинг учун унинг миқдорини аниқлаш ҳомиладорликни аниқлашнинг кўп усуллари асосида ётади.

101-расм. Хорионик гонадотропиннинг тузилиши

Гликопротеид гормонлар – ТТГ, ФСГ ва ЛГ – 2 та гликозилланган суббирликдан иборат бўлиб, уларнинг α-занжири бир-бирига айнан ўхшаш (идентик), фарқи – β-занжирда (102 расм):

102-расм. Аденогипофизнинг гликопротеин оқсиллари

Тиреотроп гормон (ТТГ, тиреотропин) – структуралари ҳар хил бўлган, бир-бири билан ноковалент боғланган α ва β суббирликлардан иборат, молекуляр массаси 30 кДа бўлган гликопротеин. α-Занжир 90-96 та аминокислота қолдиғидан тузилган ва занжир ичидаги 5 та дисульфид боғларга эга, β-занжир эса 112-113 аминокислота қолдиқларидан тузилган ва 6 та дисульфид боғига эга. ТТГ нинг α-суббирлигига 2 та олигосахарид занжир бириккан, β-занжирига эса – битта. Олигосахарид занжирлар полипептид занжирларга N-гликозид боғлар орқали бириккан. Молекуланинг углевод қисмига D-манноза, D-галактоза, L-фукоза, N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин ва сиал кислотасининг қолдиқлари кирган. α- ва β- Занжирнинг углевод қолдиқлари таркиби ҳар хил. ТТГ мочевина ёки пропион кислотаси таъсирида нисбатан осон суббирликларга ажралади.

103-расм. Тиреотроп гормоннинг тузилиши

ТТГнинг бирламчи структураси 1971 йилда аниқланган. Кейинчалик тез орада унинг юқори структураларининг тузилишлари ҳам аниқланди. Молекуляр массаси 30 кДа бўлган ТТГ аденогипофизнинг тиреотроф ҳужайраларида синтезланади.

ТТГнинг ҳосил бўлишини гипоталамус гормонлари тиреолиберин ва тиреостатин назорат қилади. Тиреолиберин трипептид молекула бўлиб, глутамин кислотаси, гистидин ва пролиндан иборат.

Тиреолиберин, тиреотропин-рилизинг-гормон, ТРГ

Тиреотроп гормон организмда қалқонсимон безнинг ривожланишини ва унинг функцияларини назорат қилади. Бу гормон қалқонсимон безнинг тироксин ва трийодтиронин гомонларини синтез қилиши ва секрециялашини стимуллаб туради. Тиреотроп гормон ҳужайра мембранасининг махсус рецепторлари билан бириккандан сўнг қалқонсимон безда аденилатциклазанинг активлашиши кузатилади, бу ўз навбатида ҳужайрада ц-АМФ миқдорининг ортишига, йод транспортининг тезлашишига, ва унинг оқсил билан бирикишига олиб келади. Натижада тиреоглобулин синтези, унинг протеолизи ва тироксин ҳамда трийодтиронин гормонларининг ажралиб чиқиши кучаяди. Шундай қилиб, ТТГ таъсирида қалқонсимон безда қатор метаболик жараёнлар тезлашади.

6. Парат гормон (паратиреоид гормон, ПТГ, паратирин) – парақалқонсимон безлар ишлаб чиқарадиган гормон. Кимёвий тузилиши бўйича бир занжирли цистеинсиз полипептид бўлиб, 84 та аминокислота қолдиғидан тузилган, молекуляр массаси 9500 Да. Паратгормон парақалқонсимон безларда NH₂ охирида яна қўшимча 6 та аминокислотаси бўлган ўзининг биологик ўтмишдоши, 115 та аминокислота қолдиғидан тузилган пропаратгомондан ҳосил бўлади. Пропаратгормон эса парақалқонсимон безларнинг грануляр эндоплазматик ретикулуми ҳужайраларида синтез бўлади ва Гольджи аппаратида протеолитик парчаланишдан сўнг паратгормонга айланади. Пропаратгормоннинг биологик активлиги паратгормоннинг активлигидан анча паст.

Организмда паратгормоннинг функцияси – кальций ва фосфор алмашинувини назорат қилиш. Паратгормоннинг миқдорий даражаси организмда витамин D, фосфор, кальций, магнийнинг миқдори билан боғлиқ. Ⱪонда кальций концентрацияси камайиб кетган бўлса (гипокалциемия), паратгормоннинг ишлаб чиқарилиши кучаяди, ва аксинча.

Паратгормон организмдан кальций чиқиб кетишини камайтиради ва буйракларнинг каналчаларига таъсир этиб, фосфорни пешоб орқали чиқарилишини кўпайтиради. Суяклардан кальций ва фосфорни қонга ўтишига ёрдам беради. Ичакларда кальцийнинг сўрилишига билвосита ёрдам беради.

Мавзуни қайтариш учун саволлар:

1. Инсулиннинг организмда асосий таъсири нимадан иборат?

2. Инсулин организмнинг қайси органида ҳосил бўлади?

3. Инсулиннинг тўқималарга таъсирининг бузилиши – нисбий инсулин етишмовчилиги – қандай касалликни келтириб чиқаради?

4. Инсулиннинг ўтмишдошлари – оқсилларнинг номини келтиринг. Улар бир-биридан нимаси билан фарқ қилади?

5. Инсулин гексамери таркибида қандай ион мавжуд?

6. Соматотропин гормони қанча полипептид занжиридан ва нечта аминокислота қолдиғидан иборат?

7. Соматотропин гормонининг тузилишини тавсифланг

8. Организмда соматотропин етишмаганида қандай касаллик ривожланади?

9. Ҳайвон соматотропинларини одамларни даволашда ишлатиб бўладими?

10. Пролактин гипофизнинг қайси ҳужайраларида синтезланади?

11. Пролактиннинг синтезини қайси гормонлар активлаштиради?

12. Пролактиннинг синтезини қайси гормон пасайтиради?

13. Пролактинга ўхшаш оқсилларни санаб ўтинг

14. Пролактиннинг қуйи ташкил этилган (сут безлари йўқ) организмларнинг гипофизидан ҳам топилганлиги факти нимани билдиради?

15. Аденогипофиз гормонлари яна қандай номланади?

16. Аденогипофиз гормонларига қайси моддалар киритилган?

17. Аденогипофизнинг гликопротеин гормонларига қайси моддалар киритилган?

18. Тиреотроп гормоннинг функцияси нимадан иборат?

19. Адренокортикотроп гормоннинг функцияси нимадан иборат?

20. Фолликулстимулловчи гормоннинг функцияси нимадан иборат?

21. Лютеинизацияловчи гормоннинг функцияси нимадан иборат?

22. Гонадотроп гормонларга қайси моддалар киритилган?

23. Гликопротеид гормонлар – ТТГ, ФСГ ва ЛГ – нечта гликозилланган суббирликдан иборат? уларнинг ўхшаш ва фарқли тарафлари нимада кўринади?

24. Паратгормон қайси безларда ва қайси ўтмишдоши асосида ҳосил бўлади?

25. Паратгормоннинг биологик функцияси нимадан иборат?