Ангиотензинпревращающий фермент

Ангиотензинпревращающий фермент, или АПФ, является центральным компонентом системы ренин-ангиотензин (СРА), которая контролирует артериальное давление, регулируя объем жидкости в организме. Она превращает гормон ангиотензин I в активный вазоконстриктор ангиотензин II. Следовательно, АПФ косвенно повышает кровяное давление, вызывая сужение кровеносных сосудов. Ингибиторы АПФ широко используются в качестве фармацевтических препаратов для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Фермент был открыт Леонардом Т. Скеггсом-младшим в 1956 году. Он находится, в основном, в капиллярах легких, но также может быть обнаружен в эндотелиальных и почечных эпителиальных клетках. ¹⁾ Другими менее известными функциями АПФ являются расщепление брадикинина и бета-белка амилоида.

АПФ также известен под следующими наименованиями:

• дипептидилкарбоксипептидаза I
• пептидаза Р
• дипептид гидролаза
• пептидилдипептидаза
• ангиотензинпревращающий фермент
• кининаза II
• ангиотензин I-превращающий фермент
• карбоксикатепсин
• дипептидилкарбоксипептидаза
• «гипертензин-превращающий фермент» пептидилдипептидаза I
• пептидил-дипептид-гидролаза
• пептидилдипептидгидролаза
• пептидилдипептидаза эндотелиальных клеток
• пептидилдипептидаза-4
• PDH
• пептидил дипептид гидролаза
• DCP

АПФ гидролизует пептиды путем удаления дипептида с С-конца. Аналогичным образом, он превращает неактивный декапептид ангиотензин I в октапептид ангиотензин II путем удаления дипептида His-Leu. ²⁾ Ангиотензин II является сильным вазоконстриктором в зависимости от концентрации субстрата. Ангиотензин II связывается с рецептором ангиотензина II типа 1 (AT1), который вызывает ряд процессов, приводящих к сужению сосудов и, следовательно, к повышению кровяного давления. АПФ также является частью системы кинин-калликреин, где он расщепляет мощный вазодилататор брадикинин, и другие вазоактивные пептиды. Кининаза II похожа на ангиотензинпревращающий фермент. Таким образом, тот же фермент (АПФ), который генерирует вазоконстриктор (ANG II), также обладает вазодилататорами (брадикинином).

АПФ – это металлофермент цинка. Ион цинка имеет важное значение для его активности, так как он непосредственно участвует в катализе гидролиза пептида. Следовательно, АПФ могут быть ингибированы хелатирующими металлы агентами. ³⁾ Обнаружено, что остаток E384 имеет двойную функцию. Во-первых, он действует как общая база для активации воды в качестве нуклеофила. Затем, он действует как обычная кислота для разрыва связи C-N. Функция хлорид-иона очень сложна и широко обсуждается. Активация анионов хлоридом является характерной чертой АПФ. Экспериментально установлено, что активация гидролиза хлоридом сильно зависит от субстрата. Хотя это увеличивает скорость гидролиза, например, Hip-His-Leu ингибирует гидролиз других субстратов, таких как Hip-Ala-Pro. В физиологических условиях, фермент достигает около 60% своей максимальной активности по отношению к ангиотензину I, в то время как он достигает полной активности по отношению к брадикинину. Поэтому предполагается, что функция активации анионов в АПФ обеспечивает высокую специфичность субстрата. Другие теории говорят, что хлорид может просто стабилизировать общую структуру фермента.

Ген АПФ, АПФ, кодирует два изофермента. Соматический изозим экспрессируется во многих тканях, в основном, в легких, включая эндотелиальные клетки сосудов, эпителиальные клетки почек и клетки Лейдига яичка, тогда как зародышевый экспрессируется только в сперматозоидах. Ткань мозга содержит фермент АПФ, который участвует в локальном RAS и преобразует Aβ42 (который агрегирует в бляшки) в Aβ40 (который считается менее токсичным) формы бета-амилоида. Последний является преимущественно функцией части N-домена на ферменте АПФ. Ингибиторы АПФ, которые преодолевают гематоэнцефалический барьер и имеют преимущественно выбранную N-концевую активность, могут, следовательно, вызывать накопление Aβ42 и прогрессирование деменции.

Ингибиторы АПФ широко используются в качестве фармацевтических препаратов при лечении таких состояний, как высокое кровяное давление, сердечная недостаточность, диабетическая нефропатия и сахарный диабет 2 типа. Ингибиторы АПФ конкурентно ингибируют АПФ. ⁴⁾ Это приводит к уменьшению образования ангиотензина II и снижению метаболизма брадикинина, что приводит к систематическому расширению артерий и вен и снижению артериального давления. Кроме того, ингибирование образования ангиотензина II уменьшает секрецию альдостерона, опосредованную ангиотензином II, из коры надпочечников, что приводит к снижению реабсорбции воды и натрия и уменьшению внеклеточного объема. Влияние АПФ на болезнь Альцгеймера все еще широко обсуждается. Пациенты с болезнью Альцгеймера обычно демонстрируют более высокий уровень АПФ в головном мозге. Некоторые исследования предполагают, что ингибиторы АПФ, способные проходить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), могут усиливать активность основных ферментов, разрушающих амилоид-бета-пептид, таких как неприлизин, в мозге, что приводит к более медленному развитию болезни Альцгеймера. Более поздние исследования показывают, что ингибиторы АПФ могут снижать риск болезни Альцгеймера в отсутствие аллелей аполипопротеина Е4 (ApoE4), но не будут влиять на носителей ApoE4. ⁵⁾ Другая, более свежая, гипотеза заключается в том, что более высокий уровень АПФ может предотвратить болезнь Альцгеймера. Предполагается, что АПФ может разрушать бета-амилоид в кровеносных сосудах головного мозга и, следовательно, помогает предотвратить развитие болезни.

Повышенные уровни АПФ также обнаруживаются при саркоидозе и используются для диагностики и мониторинга этого заболевания. Повышенные уровни АПФ также обнаруживаются при проказе, гипертиреозе, остром гепатите, первичном билиарном циррозе, сахарном диабете, множественной миеломе, остеоартрите, амилоидозе, болезни Гоше, пневмокониозе, гистоплазмозе, милиарном туберкулезе. Сывороточные уровни снижаются при заболеваниях почек, обструктивных заболеваниях легких и гипотиреозе.

Исследования показали, что различные генотипы ангиотензинпревращающего фермента могут оказывать различное влияние на спортивные результаты. Полиморфизм ACE I / D состоит из вставки (I) или отсутствия (D) последовательности аланина из 287 пар оснований в интроне 16 гена. ⁶⁾ Люди, несущие I-аллель, обычно имеют более низкие уровни АПФ, в то время как люди, несущие D-аллель, имеют более высокие уровни АПФ. Люди, несущие D-аллель, имеют более высокие уровни АПФ, которые вызывают более высокие уровни ангиотензина II. Поэтому во время физических упражнений кровяное давление носителей D-аллеля будет повышаться быстрее, чем у носителей I-аллеля. Это приводит к снижению максимальной частоты сердечных сокращений и снижению максимального потребления кислорода (VO2max). Следовательно, носители D-аллеля имеют на 10% повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, D-аллель связан с большим увеличением роста левого желудочка в ответ на тренировку по сравнению с I-аллелем. [23] С другой стороны, носители I-аллеля обычно демонстрируют повышенную максимальную частоту сердечных сокращений из-за более низких уровней АПФ, более высокого максимального поглощения кислорода и, следовательно, повышенную выносливость. Аллель I чаще встречается у элитных бегунов на длинные дистанции, гребцов и велосипедистов. Пловцы на коротких дистанциях обнаруживают более высокую распространенность носителей D-аллелей в своей конкретной дисциплине, поскольку их дисциплина больше зависит от силы, чем от выносливости. ⁷⁾

:Tags