Белки-регуляторы физиологических процессов
Известно, что в специальных клетках животных и растений производятся гормоны, регуляторы физиологических процессов. Многие гормоны - белки. К ним, например, относятся все гормоны, производимые в особых клетках мозга, находящихся в гипоталамической части его и в гипофизе . Это гормон роста , адренокортикотропный гормон ( АКТГ ), тиреотропный гормон ( ТТГ ) и другие гормоны гипофиза, а также либерины и статины гипоталамуса, усиливающие или подавляющие синтез и выход в кровь гормонов гипофиза. Успехи в химическом синтезе белков и особенно успехи в области генной инженерии привели к тому, что многие из числа этих гормонов производят уже в больших количествах, как исключительно важные лекарственные средства. Так, синтез участка ДНК - гена человека, который ответствен за синтез гормона роста, обеспечил его производство. Применение этого гормона в лечении детей, у которых задержан рост из-за недостатка гормона роста, обеспечивает их нормальное развитие. Без такого лечения они остались бы лилипутами. Белками являются и гормоны, производящиеся в специальных клетках поджелудочной железы,- инсулин и глюкагон . При недостатке инсулина у человека развивается сахарный диабет. Из-за недостатка этого гормона глюкоза из крови плохо переносится в клетки. Клетки человеческого тела при этом голодают, хотя в крови накапливается большой избыток глюкозы. Для лечения таких больных получают инсулин из поджелудочной железы животных. Поскольку строение бычьего инсулина несколько отличается по первичной структуре (по последовательности аминокислот) от человеческого гормона, то не все больные переносят его. Синтез человеческого инсулина генно-инженерными методами открыл новые возможности для лечения таких больных.
Следует заметить, что не всегормоны - белки. Некоторые гормоны-производные аминокислот, например адреналин , мелатонин , тритетраиодтиронин ( гормоны щитовидной железы ) и др. Известны гормоны - производные нуклеотидов и липидов. Однако и белковые, и небелковые гормоны, как правило, влияют на организм, главным образом изменяя активность определенных ферментов. При этом ряд гормонов усиливает или подавляет активность уже готовых, предсуществующих в клетке ферментов, например вследствие присоединения к ним фосфатных химических групп.
Фосфорилирование ферментного белка изменяет его третичную структуру, конформацию. В результате этого активность некоторых ферментов повышается, а некоторых - падает. Иные гормоны изменяют содержание ферментного белка в клетке, усиливая его синтез. Во всех этих случаях под действием гормонов изменяется интенсивность ферментных реакций, и этим способом регулируются многие физиологические процессы. Известна большая группа белковых факторов роста , которые активируют ферменты синтеза ДНК в клетках и, таким образом, усиливают деление клеток. Это важно для восстановления тканей при ранениях, а также после операций.
Но избыточный синтез факторов роста может приводить к слишком интенсивному делению клеток - к их злокачественному росту, возникновению злокачественных опухолей. Это происходит нередко из-за изменений в структуре генов, ответственных за факторы роста, под действием повышенной радиации, некоторых вредных выбросов промышленности и других причин или вследствие изменений в структуре молекул, узнающих фактор роста или реагирующих на него. Блокировать избыточный синтез некоторых факторов роста или подавить их действие - значит привести к подавлению роста злокачественной опухоли. На этом пути ученые ищут новые средства лечения рака .
