ом бере участь у протеолізі білків їжі в тонкій кишці Хімотрипсин переважно розщеплює зв'язки, утворені СООН-групами амінокислот, що мають гідрофобні бічні ланцюги, і характеризується ширшою специфічністю дії, ніж . На відміну від трипсину Х. створяє молоко.

Хімотрипсин виробляється екзокринними клітинами підшлункової залози (Підшлункова залоза) у вигляді неактивного проферменту - хімотрипсиногену, який секретується в дванадцятипалу кишку, де під впливом трипсину перетворюється на хімотрипсин. У людини та більшості ссавців виявлено два види хімотрипсиногену - А і В, що відрізняються за своїми фізико-хімічними властивостями. У процесі активації хімотрипсиногену А утворюється кілька активних форм хімотрипсину, різних за розчинністю, формою кристалів та величини ферментативної активності. Основною формою хімотрипсину є хімотрипсин А - білок з молекулярною масою близько 25 000. максимально стійкий у слабокислому середовищі; в нейтральному та слаболужному середовищах піддається аутолізу. Оптимум дії Х. при рН 7,5-8,2.

Для визначення активності Х. запропоновано низку методів, заснованих на розщепленні білків та синтетичних субстратів. Широко використовується контрольований спектрофотометричний ефір М-заміщеного тирозину.

Активність Х. пригнічується рядом синтетичних та природних інгібіторів. У плазмі крові та тканинах присутні білкові інгібітори Х., що оберігають від руйнування цим ферментом. Багато з них полівалентні до пригнічують також інших протеаз (наприклад, α 2 -макроглобулін, деякі інгібітори трипсину); специфічним інгібітором Х. у плазмі крові є α1-антихимотрипсин.

Хімотрипсин використовується як лікарський засіб, здатний вибірково розщеплювати білки некротизованих тканин, фіброзних утворень, розріджувати в'язкі ексудати, гнійні маси. Він має протизапальну, протинабрякову дію та сприяє загоєнню ран. Лікарські препарати Х. одержують із хімотрипсиногену А, який виділяють із підшлункової залози великої рогатої худоби та після перекристалізації активують трипсином. У медичній практиці застосовують хімотрипсин А, що випускається за назвою «хімотрипсин кристалічний». Це білого кольору, добре розчинний у воді та в ізотонічному розчині натрію хлориду.

Показання до застосування, способи застосування, дози та можливі ускладнення такі ж, як у трипсину кристалічного. Крім того, X. застосовують при інтракапсулярній екстракції катаракти. Разом із трипсином Х. входить до складу хімопсину, панкреатину та деяких інших препаратів, що використовуються при недостатності функції підшлункової залози.

Форма випуску: герметично закупорені флакони або ампули, що містять 0,005 г (5 мг) та 0,01 г (10 мг) кристалічного хімотрипсину. Зберігання у захищеному від світла місці при температурі не вище +10°.

1. Мала медична енциклопедія. - М: Медична енциклопедія. 1991-96 р.р. 2. Перша медична допомога. - М: Велика Російська Енциклопедія. 1994 3. Енциклопедичний словник медичних термінів. - М: Радянська енциклопедія. - 1982-1984 рр..

Дивитись що таке "Хімотрипсин" в інших словниках:

Хімотрипсин … Орфографічний словник-довідник

Хімотрипсин, речовина, що виробляється в організмі, що сприяє перетравленню їжі. Хімотрипсин є ензимом, який розщеплює білки. Він виробляється в тонкому кишковику шляхом складних хімічних реакцій з хімотрипсиногену. Науково-технічний енциклопедичний словник

Травний фермент соку підшлункової залози; бере участь у розщепленні білків у кишечнику. Виробляється у вигляді неактивного хімотрипсиногену. Великий Енциклопедичний словник

Протеолітич. фермент більшості хребетних, що бере участь разом із трипсином та інших. пептидазами в розщепленні білків у тонкому кишечнику; синтезується клітинами підшлункової залози у формі неактивного попередника хімотрипсиногену і… Біологічний енциклопедичний словник

Сущ., Кількість синонімів: 1 фермент (253) Словник синонімів ASIS. В.М. Тришин. 2013 … Словник синонімів

хімотрипсин- Протеолітичний фермент хребетних, синтезується у підшлунковій залозі у формі попередника хімотрипсиногену. [Ареф'єв В.А., Лісовенко Л.А. Англо-російський тлумачний словник генетичних термінів 1995 407с.] Тематики генетика EN chymotripsin … Довідник технічного перекладача

Травний фермент соку підшлункової залози; бере участь у розщепленні білків у кишечнику. Виробляється як неактивного хімотрипсиногена. * * * ХІМОТРИПСИН ХІМОТРИПСИН, травний фермент соку підшлункової залози; бере участь у… … Енциклопедичний словник

- (гр.chymoscok + трипсин) фермент, що розщеплює білки їжі; виробляється клітинами підшлункової залози. Новий словник іншомовних слів. by EdwART, 2009. хімотрипсину, мн. ні, м. (… Словник іноземних слів російської мови

Чимотріпсін хімотрипсин [КФ 3.4.21.1 2]. Протеолітичний фермент хребетних, синтезується у підшлунковій залозі у формі попередника хімотрипсиногену. (

Серинові протеїнази.

Механізм дії хімотрипсину та карбоксипептидази.

Раніше вже згадувалося, що підшлункова залоза відповідальна за продукцію цілої групи протеолітичних ферментів, що гідролізують пептидні зв'язки, утворені різними амінокислотами. Ферменти, що беруть участь у перетравленні білків, та їх специфічність щодо пептидних зв'язків, що утворюються різними амінокислотами, наведені в табл. 3.1. Найбільш важливим та повно вивченим представником інтестинальних протеїназ, що належать до сімейства серинових протеїназє хімотрипсин. Хімотрипсин являє собою травний фермент, що синтезується у вигляді зимогену ацинарними клітинами підшлункової залози.

Таблиця 3.1

Субстратна специфічність протеїназ шлунково-кишкового тракту

Всередині ацинарних клітин новосинтезовані молекули білка транспортуються з ендоплазматичного ретикулуму в апарат Гольджі, де вони оточуються білково-ліпідною мембраною – так утворюються зимогенові гранули, які в електронному мікроскопі виглядають дуже щільними тільцями (рис. 3.3).

Мал. 3.3 Електронна мікрофотографія зимогенових гранул в ацинарних клітинах підшлункової залози (за малюнком G. Palade зі Страєр Л., Біохімія

"Світ", М., т. 2, 1985).

Зимогенові гранули, що містять хімотрипсиноген, накопичуються у верхівці ацинарних клітин і потім під дією гормонального або нейронального сигналу викидаються в протоку, що веде до дванадцятипалої кишки.

Хімотрипсиноген представлений одним поліпептидним ланцюгом з 245 амінокислот. Ланцюг стабілізований п'ятьма дисульфідними містками. Активація хімотрипсиногену здійснюється під дією трипсину, що розщеплює пептидний зв'язок між аргініном-15 та ізолейцином-16.

Активний π-хімотрипсин, що утворюється при цьому, діє на інші молекули хімотрипсиногену (рис. 3.4).

Мал. 3.4 Схема, що ілюструє послідовність стадій активації хімотрипсину

Далі ?

Оскільки хімотрипсин є одним із найбільш повно вивчених ферментів, доцільно розглянути його структуру та механізм дії більш детально. Молекула -хімотрипсину складається з трьох поліпептидних ланцюгів, з'єднаних двома міжланцюжковими дисульфідними зв'язками (рис. 3.5).

Мал. 3.5 Молекула α-хімотрипсину має два міжланцюжкові дисульфідні містки і три внутрішньоланцюгові дисульфідні зв'язки.

Молекулярна маса -хімотрипсину становить близько 25.000 Так. Молекула має компактну форму еліпсоїдну розміром 51× 40× 40 Å. Усі заряджені групи, крім трьох, необхідні каталізу, перебувають у поверхні молекули.

Рівновага реакції гідролізу зрушено практично повністю у бік розщеплення пептидних зв'язків. Однак хімотрипсин здатний гідролізувати з високою швидкістю далеко не кожен пептидний зв'язок. Він діє вибірково на зв'язки, утворені карбоксильними групами ароматичних кислот та амінокислот з гідрофобними радикалами великого розміру, наприклад метіоніну.

Характерною особливістю хімотрипсину є його здатність гідролізувати ефірні зв'язки. Фактично, значну частину відомостей про механізм дії хімотрипсину було отримано щодо гідролізу

складні ефіри.

Як було показано, хімотрипсин каталізує гідроліз пептидних та ефірних зв'язків у два окремих етапи. Вперше це було виявлено щодо кінетики гідролізу сложноэфирной зв'язку n -нитрофенилацетата.

Аналіз реакції показав, що вивільнення в ході гідролізу одного з продуктів - n-нітрофенолу відбувається в дві стадії: спочатку n - нітрофенол вивільняється вибухоподібно, а потім він утворюється вже з

меншою стаціонарною швидкістю.

Загалом процес гідролізу n-нітрофенілацетату зводиться до утворення фермент-субстратного комплексу, потім ефірний зв'язок у субстраті розщеплюється і n-нітрофенол вивільняється, при цьому ацетильна група субстрату залишається ковалентно пов'язаною в активному центрі ферменту. Далі вода атакує ацетил-ферментний комплекс з утворенням ацетат-іону та регенерованого ферменту (рис. 3.6)

Мал. 3.6 Ацилювання: утворення комплексу ацетил-фермент як проміжний продукт. Деацилювання: гідроліз проміжного комплексу ацетилфермент.

Швидка початкова фаза вивільнення n-нітрофенолу пов'язана з утворенням ацилферментного комплексу, показаного на рис. 3.6 значком

(*). Цей етап називають ацилюванням. Другий етап, званий деацілюваннямвідповідає стаціонарній стадії реакції, що є одночасно лімітує . Ацил-ферментний комплекс виявився настільки стабільним, що за певних умов його вдається виділити. Після того, як при pH 3 був виділений у чистому вигляді цей проміжний ацил-ферментний комплекс, вдалося охарактеризувати місце, яким відбувається приєднання ацильної групи до ферменту. Виявилося, що ацильна група пов'язана з атомом кисню специфічного залишку серину

- Серіна-195 (Ser-195). Саме з цієї причини хімотрипсин відносять до групи серинових протеїназ. Цей залишок серину виявляє надзвичайно високу реакційну здатність. Його можна специфічно позначити

органічним фторфосфатом – діізопропілфторфосфатом (рис. 3.7).

Мал. 3.7 Діізопропілфосфат (ДПФФ) інактивує хімотрипсин шляхом утворення діізопропілфосфорильного похідного серину-195.

Про підвищену реакційну здатність серину-195 говорить той факт, що решта 27 залишків серину в хімотрипсині абсолютно не взаємодіє з діізопропілфторфосфатом (ДПФФ). До речі, хімотрипсин не єдиний фермент, який пригнічується ДПФФ. Багато інших протеолітичних ферментів такі, як трипсин, еластаза,

тромбін, бактеріальний субтилізин також специфічно реагують із ДПФФ, повністю втрачаючи при цьому активність. Як і у випадку хімотрипсину, дані протеїнази взаємодіють з ДПФФ за рахунок єдиного залишку серину. Таким чином, доречно говорити про існування цілої родинисеринових протеїназ.

У каталітичних актах хімотрипсину, проте, бере участь не лише бічний радикал Ser-195. Було показано, що у активному центрі ферменту значної ролі грає також залишок гістидину – His-57. Довести його участь у каталізі вдалося за допомогою так званої афінної мітки, яка пов'язується з хімотрипсином подібно до субстрату з одного боку і утворює ковалентний зв'язок з певною групою в активному центрі, з іншого боку.

Такою міткою для хімотрипсину є з'єднання тозил-L- фенілаланінхлорметилкетон, будову якого наведено на рис. 3.8.

Мал. 3.8 Структура тозил-L-фенілаланінхлорметилкетону, що використовується як афінна мітка хімотрипсину (R – тозильна група).

Наявність у молекулі мітки бічного ланцюга, представленої фенілаланіном, забезпечує її специфічну взаємодію з ферментом. Реакційна група мітки - хлорметилкетон взаємодіє тільки з залишком His-57 і алкілює один з атомів азоту гістидинового кільця. Взаємодія такої афінної мітки з хімотрипсином повністю позбавляє ферментативної активності. Існує кілька доказів високої специфічності взаємодії мітки з хімотрипсином:

− по-перше, афінна мітка високо стереоспецифічна. D-ізомер мітки з хімотрипсином не взаємодіє;

− по-друге, конкурентний інгібітор хімтрипсину – β-фенілпропіонат гальмує процес взаємодії мітки з білком;

− по-третє, швидкість інактивації хімотрипсину при додаванні мітки знаходиться в такій же залежності від pH, як швидкість каталізу.

Схема взаємодії тозил-L-фенілаланінхлорметилкетону з His-57 наведена на рис. 3.9.

Мал. 3.9 Алкілювання гістидину-57 у хімотрипсині при взаємодії з тозил-L-фенілаланінхлорметилкетоном.

Таким чином, для прояву каталітичної активності хімотрипсину важливим є присутність в активному центрі ферменту залишків Ser-195 та His-57. Як було показано пізніше, поруч із цими залишками в молекулі хімотрипсину знаходиться також залишок аспарагінової кислоти - Asp-102. Рентгеноструктурний аналіз показав, що всі три залишки знаходяться поряд один з одним і створюють так звану систему перенесення зарядуза рахунок того, що Asp-102 утворює водневий зв'язок з His-57, який у свою чергу з'єднаний водневим зв'язком з Ser195 (рис. 3.10).

Мал. 3.10 Система перенесення заряду в активному центрі хімотрипсину без субстрату (Blow D.M., Steitz T.A., X-ray diffraction studies of enzymes, Ann. Rev. Biochem., 1976, 39, 86-95).

Карбоксилат-іон Asp-102 поляризує імідазольну групу His-57, що підвищує його здатність здійснювати човникове зв'язування протона і при взаємодії субстрату з молекулою хімотрипсину Asp-102 і His-57 акцептують протон гідроксильної групи Ser-195.

Мал. 3.11 Система перенесення заряду в активному центрі хімотрипсину у присутності субстрату. При додаванні субстрату відбувається проміжне зв'язування протону аспартатом-102 і гістидином-57 (Blow D.M., Steitz T.A., X-ray diffraction studies of enzymes, Ann. Rev. Biochem., 1976, 39, 86-95).

Локалізація сайтів специфічного зв'язування субстрату та ймовірна орієнтація гідролізованого пептидного зв'язку були встановлені в результаті виконання рентгеноструктурного аналізу комплексів хімотрипсину з аналогами субстрату. Зокрема було показано на прикладі вивчення комплексів хімотрипсину з негідролізованим аналогом субстрату – форміл-L-триптофаном існування у ферменті глибокого гідрофобного

кишені поблизу серину-195, що за розміром відповідає бічним радикалам ароматичних амінокислот (рис. 3. 12).

Мал. 3.12 Схематичне зображення зв'язування форміл-L-триптофану хімотрипсином.

Саме наявністю цієї глибокої кишені пояснюється специфічність хімотрипсину щодо амінокислот з ароматичним або іншим гідрофобним бічним ланцюгом великого розміру. При рентгеноструктурному аналізі комплексів хімотрипсину з аналогами поліпептидних субстратів виявлено велику кількість водневих зв'язків між основними ланцюгами ферменту та субстрату, які розташовуються так само, як у антипаралельних β-складчастих шарах.

Механізм каталітичної дії хімотрипсину

Інтенсивні та всеосяжні рентгеноструктурні та біохімічні дослідження хімотрипсину дозволили дійти певного висновку щодо механізму його каталітичної дії. Як уже згадувалося, His-57 та Ser-195 беруть безпосередню участь у розщепленні пептидного зв'язку субстрату. Гідроліз зв'язку починається з того, що кисневий атом OH-групи Ser-195 атакує атом вуглецю карбонільної групи.

гідролізується пептидного зв'язку субстрату. В результаті зв'язок між атомами C і O в карбонільній групі стає одинарним і атом O набуває негативного заряду. При цьому чотири різні атоми, пов'язані з вуглецем карбонільної групи, розташовуються у вигляді тетраедра. Утворення такого тетраедричного проміжного з'єднаннявиявляється можливим завдяки виникненню водневих зв'язків між негативно зарядженим атомом кисню (званим оксианіоном) та двома NH-групами основного ланцюга ферменту (рис. 3.13).

Мал. 3.13 Тетраедричне проміжне з'єднання в реакціях ацилювання та деацилювання хімотрипсину. Стабільність проміжної сполуки забезпечують водневі зв'язки, утворені NH-групами основного ланцюга ферменту.

Ця ділянка хімотрипсину називається порожниною оксіаніону. У механізмі утворення згаданої проміжної сполуки найважливішу роль відіграє перенесення протона від Ser-195 на His-57.

Мал. 3.14 Перший етап гідролізу пептидів хімотрипсином - ацилювання. Утворюється тетраедричне проміжне з'єднання. Потім амінний компонент субстрату швидко відокремлюється від ферменту, а сам фермент перетворюється на проміжний продукт - ацил-фермент.

Перенесення протона значно полегшується завдяки присутності системи перенесення заряду. Залишок Asp-102 строго орієнтує положення імідазолу гістидину-57 і частково нейтралізує заряд, що з'являється на цьому кільці. Протон, пов'язаний парою His-Asp переходить потім до атома азоту пептидного зв'язку, що гідролізується, яка в результаті розривається. На цій стадії амінний компонент субстрату з'єднується водневим зв'язком з His-57, а кислотний компонент - ефірним (ковалентним) зв'язком з Ser-195, завершуючи тим самим етап ацилювання. Таким чином, при ацилюванні хімотрипсину утворюється проміжна тетраедрична сполука (1) і, згодом, амінний компонент субстрату (2) швидко відокремлюється від ферменту. Сам фермент перетворюється на проміжний продукт каталізу - ацил-фермент (3) (рис. 3.14).

Мал. 3.15 Другий етап гідролізу пептидів хімотрипсином – деацилювання. Ацил-фермент гідролізується водою. Деацилювання по суті є реакцією, зворотною ацилювання, але місце амінного компонента субстрату займає вода.

На наступній стадії – деацилювання амінний компонент дифундує від ферменту, яке місце в активному центрі займає вода.

Насправді деацилювання є процес зворотний ацилювання. Спочатку система перенесення заряду відриває протон від води.

Російська назва

Латинська назва речовини Хімотрипсин

Фармакологічна група речовини Хімотрипсин

Типова клініко-фармакологічна стаття 1

Фармдія.Протеолітичний засіб білкової природи. Одержують із підшлункової залози великої рогатої худоби. При внутрішньом'язовому введенні має протизапальну дію; при місцевому застосуванні розщеплює некротизовані тканини та фібринозні утворення; розріджує в'язкий секрет, ексудат, згустки крові. Гідролізує білки та пептони з утворенням низькомолекулярних пептидів, розщеплює зв'язки утворені залишками ароматичних амінокислот (тирозин, троптофан, фенілаланін, метіонін).

Показання.Тромбофлебіт, пародонтоз (запально-дистрофічні форми), остеомієліт, гайморит, отит, ірит, іридоцикліт, інтракапсулярна екстракція катаракти, крововилив у передню камеру ока, набряк періорбітальної ділянки після операцій та травм; трахеїт, бронхіт; емпієма плеври, ексудативний плеврит; опіки, гнійні рани, пролежні (застосовують місцево).

Протипоказання.Гіперчутливість, злоякісні новоутворення, декомпенсовані форми туберкульозу легень, ХСН ІІ-ІІІ ст., дистрофія та цироз печінки, інфекційний гепатит, панкреатит, геморагічний діатез, емфізема легень з дихальною недостатністю. Не можна вводити в порожнини, що кровоточать, наносити на виразки поверхні злоякісних пухлин.

З обережністю.Емпієм плеври туберкульозної етіології (розсмоктування ексудату може сприяти розвитку бронхоплевральної фістули).

Дозування.Місцево. На гнійні ранові поверхні накладають на 8 годин стерильні серветки, змочені розчином 25-50 мг хімотрипсину в 10-50 мл 0,25% розчину прокаїну.

В/м, дорослим – по 2,5 мг 1 раз на день; розчиняють безпосередньо перед застосуванням 5 мг 1-2 мл стерильного 0,9% розчину NaCl або 0,5-2% розчину прокаїну. Курс лікування – 6-15 ін'єкцій.

Побічна дія.Алергічні реакції, підвищення температури тіла до субфебрильної, тахікардія.

Після інгаляційного введення: подразнення слизової оболонки верхніх дихальних шляхів, захриплість голосу.

При субкон'юнктивальному введенні: подразнення та набряклість кон'юнктиви (у цьому випадку рекомендується зменшити концентрацію розчину).

При внутрішньом'язовому введенні: болючість і гіперемія в місці введення.

Державний реєстр лікарських засобів. Офіційне видання: у 2 т.- М.: Медична рада, 2009. – Т.2, ч.1 – 568 с.; ч.2 – 560 с.

Взаємодія з іншими діючими речовинами

Торгові назви