Протеази - въпроси и отговори по биология
В дивата природа протеазите са широко разпространени - ензими, които разграждат протеините. Известни са случаи, когато клетките трябва да се защитят срещу действието на тези ензими. Как го правят?
Първият пример е епителната тъкан на стомаха. Клетките на тази тъкан отделят протеази в лумена на стомаха, където се извършва смилането на протеините. Тук има два проблема: да се защити съдържанието на клетката, в която се образуват протеази, от действието на протеазите и да се защити стената на стомаха от протеази, които вече са напуснали клетката. Секрецията, тоест освобождаването на протеини от клетките, се извършва по специален начин. В клетките на протеазата на стомаха - пепсинът се синтезира под формата на по-дълги прекурсорни молекули. Тези молекули не могат да работят поради факта, че имат допълнителна част от няколко аминокиселини. Но същото място играе роля в преноса на цялата молекула през плазмената мембрана - от клетката до стомашната кухина. Само там допълнителната секция се отрязва от специален или готов ензим, „подрязан“ с трипсин. Сега протеазата е активна, но не може да премине през мембраната. Слизестата мембрана, покриваща стената на стомаха, се състои от въглехидрати. Слой от въглехидрати покрива всички мембранни протеини. Протеазите не действат на въглехидратите и по този начин стомашната стена е защитена от смилане. Допълнителен фактор, който предпазва стомаха от храносмилане от собствените му ензими, е киселинността на околната среда. Стомашните протеази работят активно при много киселинни условия. Такива условия съществуват в кухината на стомаха. Но в клетките, които секретират протеази, средата не е много или изобщо не е кисела. Ще анализираме още два метода за защита срещу протеази, използвайки растения като пример. Протеазите могат да бъдат "скрити" в лизозомите и да навлязат в цитоплазмата само по сигнал (например през есента, когато е необходимо да се унищожат клетките на разделителния слой в листната петура и да се осигурипадане на листа). В клетките може да се синтезира протеазен инхибитор – протеин, който се свързва с протеазата и й пречи да изпълнява функциите си. В стомаха на животните такива протеини не играят голяма роля, но те са често срещани в растенията. Наскоро генни инженери използваха това свойство, като създадоха растение, в което инхибиторният ген работи и осигурява синтеза на големи количества от този протеин. Такова растение се оказа устойчиво на гъсеници, които ядат листа - те просто не могат да ги усвоят и асимилират.