Пептидная саморегуляция живых систем (факты и гипотезы) - Шатаева Л. К. 2003

Предисловия

Предлагаемая монография содержит систематизированные фактические данные о регуляторных пептидах и сформированные на этой базе гипотезы о механизмах их взаимодействия на уровне живой клетки и организма. Авторы преследуют главную цель — проследить, каким образом индивидуальные структурные и физико-химические характеристики пептидов определяют их взаимодействия друг с другом и с различными компонентами живой клетки и как эти взаимодействия складываются в координированную систему саморегуляции в органах, тканях и на уровне целого организма.

Проявление регуляторных свойств авторы связывают с особенностями гидратации пептидов. Сочетание клатратных структур воды вокруг гидрофобных участков и гидратных структур около полярных групп позволяет наглядно представить единство молекулярной динамики пептида и его водного окружения. Статистический анализ аминокислотных последовательностей низкомолекулярных пептидов и регуляторных белков обнаружил в их структуре повторяющиеся олигопептидные блоки. Гипотеза, предложенная авторами, состоит в том, что эти блоки составляют основу взаимной индукции регуляторной активности олигопептидов и высокомолекулярных белков. В монографии также рассматриваются особенности взаимодействия пептидов с элементами цитоплазматической клеточной мембраны: рецепторами и фосфолипидными участками поверхности клетки. Выдвинуто предположение о том, что не только белковые рецепторы, но и внешний слой мембраны, представляющий собой сложный орнамент положительно и отрицательно заряженных полярных групп фосфолипидов, может исполнять роль клеточного рецептора. Пептиды вследствие своей полиамфолитной природы комплементарно взаимодействуют только с определенным участком внешнего фосфолипидного слоя. Взаимодействие пептидов, в частности факторов транскрипции, с двойной спиралью ДНК также является актуальной проблемой. Авторами предложена модель комплементарности молекулярных поверхностей ДНК и регуляторного пептида на промотерных участках двойной спирали. Такой подход служит расширению представлений о специфичности локальных взаимодействий пептидных и нуклеотидных цепей.

В монографии рассмотрены некоторые молекулярные механизмы процессов возрастной инволюции органов и тканей организма. Авторами подчеркивается, что изменения, происходящие при старении, носят более функциональный, чем органический характер, что делает возможным их коррекцию. Универсальность системы пептидной саморегуляции на уровне всего организма сочетается с более узкой специфичностью их действия на тканевом уровне, т. е. с определенным уровнем тканеспецифичности регуляторных пептидов. Исследования, проведенные в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, показали, что эндогенные регуляторные пептиды и нуклеопротеиновые комплексы являются эффективными лекарственными средствами для компенсации и нормализации определенных физиологических функций. Особое внимание в монографии уделено проблеме разработки и использования пептидных препаратов в геронтологии для профилактики ускоренного старения.

Авторы монографии сумели объединить представления о пептидах, фосфолипидах и ДНК, сложившиеся в области физической химии, биохимии и молекулярной биологии, и сформировать на этой основе новую концепцию, согласно которой фундаментальная роль в саморегуляции принадлежит регуляторным пептидам. Во всем диапазоне молекулярных масс — от дипептидов до высокомолекулярных белков — пептиды объединены информационными связями и поэтому действуют в координированной системе саморегуляции. На молекулярном уровне система регуляторных пептидов выполняет ту же роль, которую мозг выполняет на уровне целого организма.

Особенностью монографии является акцентирование роли системы водородных связей между пептидами и связанной водой. По-видимому, эти связи имеют особое значение в передаче молекулярной информации на клеточном и межклеточном уровне. Очевидно стремление авторов привлечь внимание специалистов в области биофизики, физики и физики элементарных частиц к решению рассматриваемой проблемы, поскольку трансляция молекулярной информации по системе водородных связей должна быть основана на свойствах, присущих протонам как элементарным частицам.

Академик РАМН И. П. Ашмарин

¹ Гомеостаз — поддержание и восстановление внутренней среды организма при возникновении изменений, обусловленных внешними и внутренними воздействиями. Гомеостаз обеспечивается координированной деятельностью механизмов саморегуляции на молекулярном, субклеточном, тканевом и системном уровнях (Гальперин, Лазарев, 1986).