Недостаточность ферментов лизосом. Ферменты или ферментные системы обычно локализуются в одном определен-ном районе клетки. Например, ферменты системы транспорта электронов и окисли-тельного фосфорилирования ADP, как и другие ферменты, окисляющие пируват, жирные кислоты и некоторые амино-кислоты, локализуются в митохондриях. Многие гидролитические ферменты скон-центрированы в лизосомах [1128]. Если в результате разрушения мембраны лизо-сомы эти ферменты выходят в цитоплазму, вся клетка подвергается самоперевариванию и гибнет. В норме процесс пере-варивания осуществляется внутри лизосом, в которых расщепляются не только дефектные компоненты клетки и материал межклеточной соединительной ткани, но и внешний материал, поглощаемый клеткой. К клеточным элементам, которые под-вергаются деградации в лизосомах, относятся мукополисахариды, муколипиды и сфинголипиды (рис. 4.8). В настоящее время описаны дефекты многих ферментов, участвующих в деградации [1029, 1240, 1241].

Метаболические пути, нарушения кото-рых вызывают дефект эритроцитов и, сле-довательно, гемолитическую анемию, уже известны биохимикам, и анализ недоста-точности ферментов заключался в изучении отдельных этапов этих реакций. В случае мукополисахаридозов ситуация была со-вершенно иной. Вначале были изучены на-следственные заболевания, и только потом анализ дефектов позволил установить по-следовательность ферментативных реакций. Вот почему мы начнем с описания этих заболеваний, а затем перейдем к биохими-ческим нарушениям, дефектам фермент ов и реконструкции нормального метаболичес-кого пути. Этот пример показывает, каким образом наследственные заболевания (фак-тически эксперименты, поставленные самой природой) помогают понять нормальную физиологию и биохимию.
Мукополисахаридозы: клиническая картина.

Мукополисахаридозы - группа редких
заболеваний, для которых характерно сочетание многих, зачастую тяжелых симптомов, от нарушений скелета или системы кровообращения до расстройств умственной деятельности. Клинические симптомы являются результатом накопле-ния в разных тканях избыточных сульфати-рованных полисахаридов.

В табл. 4.5 приведена классификация, а также главные результаты клинических исследований. За исключением мукополи-сахаридоза II типа (синдром Хантера), все эти дефекты наследуются как аутосомно-рецессивные признаки. Клинические симптомы варьируют от сравнительно легких до крайне тяжелых. Описаны две формы синдрома Хантера (30990), которые удается различить у детей старше четырех лет тяжелая «ювенильная» форма, при которой смерть наступает до половой зрелости, и легкая «поздняя» форма, при которой умственная отсталость почти или пол-ностью отсутствует, а прогноз является гораздо более благоприятным Заболевание VI типа (синдром Марото—Лами) (25320) отличается от заболевания I типа (синдром Хурлера) тем, что умственные способности пациентов нормальные и менее выражены аномалии лица В этом случае также наблюдаются два различных подтипа-один с характерным достаточно быстрым течением и тяжелой клинической картиной и другой, прогрессирующий относительно медленно При обоих типах заболевания возможна смерть в возрасте 10-30 лет от нарушений в работе сердца Обнаружены два подтипа IV типа заболевания (синдром Моркио) IVA с тяжелой клинической картиной и IVB, ко-торый протекает легче
Отложение запасных веществ в лизосомах и выделение с мочой Гистохимические исследования показали, что эти патоло-гические состояния вызваны нарушениями отложения запасных веществ Во многих клетках, в том числе в фибробластах, клет-ках печени, клетках Купфера, ретикулярных клетках селезенки и лимфатических узлов, лейкоцитах, эпителиальных клетках почечных клубочков и нервных клетках наблю-даются вакуолизация и увеличение разме-ров в результате отложения больших коли-честв запасного материала Установлено, что главными запасными веществами являются сульфатированные гликозаминогли-каны

Электронно-микроскопические исследо-вания позволили прояснить ситуацию Было установлено, что запасные соединения откладываются в вакуолях округлой формы, напоминающих лизосомы, которые можно визуализировать у экспериментальных животных после введения им неме-таболизируемых соединений Поэтом} был сделан вывод, что эти вакуоли представляют собой лизосомы, наполненные непереваренными или лишь частично расщепленными гликозаминогликанами [1129] Это подтвердилось и для других тканей Хотя дефекты метаболизма оставались неисследованными, нарушения отнесли к лизосомным болезням, так как они сопровождались явной перегрузкой системы лизосом Важнейшая функция лизосом заключается в гидролитическом расщеплении макромолекул, поэтому пред-ставлялось вероятным, что отложение из-быточных запасных веществ связано с не-достаточностью гидролитических фермен-тов лизосом Другим доказательством на-рушения метаболизма гликозаминоглика-нов было избыточное выделение этих соединений с мочой Табл 4 представление о выделении разнообразных гликозаминогликанов при различных синд-ромах. Природа выделяющихся веществ отражает характер метаболических нарушений (табл. 4.7).
Биохимия сульфатированных гликозамино-гликанов. Сульфатированные гликозамино-гликаны представляют собой сложные гете-росахариды, состоящие из длинных поли-сахаридных цепей, ковалентно связанных с белковым кором. Полисахаридные цепи дерматансульфата, гепарансульфата, хон-дроитин-4- и хондроитин-6-сульфата по-строены из чередующихся остатков глюку-роновой кислоты и сульфатированного гексозамина. Кератансульфат отличается от других гликозаминогликанов тем, что вместо глюкуроновой кислоты содержит остатки галактозы. Полимерные цепи насчитывают до 100 остатков. Они связаны с особым участком в молекуле специфического белка. К одной молекуле полипептида могут быть присоединены несколько поли-сахаридных цепей. Такие протеогликаны способны образовывать и более крупные комплексы благодаря нековалентным свя-зям. Содержание различных Сахаров в полисахаридных цепях и степень их сульфатирования могут значительно варьировать.

Например, большая часть полиса-харидной цепи дерматансульфата построена из повторяющихся димеров L-идуроновой кислоты и N-ацетил-га-лактозамин-4-сульфата (рис. 4.9). Другие гликозаминогликаны имеют сходное строение. Они являются компонентами соединительной ткани и основного вещества, заполняющего пространство между клетками.

У больных мукополисахаридозами основу структуры гликозаминогликанов соединительной ткани составляют те же крупные протеогликановые образования, которые обнаруживаются и в норме. От-сюда следует, что их синтез не нарушается в результате дефекта фермента. В тканях, где наблюдается аномальное отложение гликозаминогликанов, а также в моче эти молекулы варьируют по длине и имеют меньшие размеры. Это позволяет пред-полагать, что в клетках происходит расщепление максимально возможного числа связей перед тем, как процесс блокируется из-за дефекта специфического фермента, необходимого для отщепления очередного остатка.

Ферментативные дефекты. Наиболее прямым подходом к исследованию нарушений метаболизма служит поиск соединений, метаболизм которых осуществляется неправильно, и измерение активности ферментов, участвующих в его превращениичены уже рассмотренные дефекты эритро-цитов. Исследования же мукополисахари-дозов были затруднены, поскольку не были известны ни детали химической структуры соответствующих гликозаминогликанов, ни ферменты, осуществляющие в норме их катаболизм. Систематическое изучение стало возможным лишь тогда, когда выяснилось, что в культурах фибробластов из кожи больных с синдромами Хантера или Хурлера накапливаются гликозаминогли-каны. Важнейшим этапом следует считать доказательство того, что in vitro (в куль-туре) накопление может быть уменьшено до нормы под действием корректирующего фактора из тканевой жидкости. Впервые это было показано в 1968 г. Неу-фельдом и др. [1240]. На основании различий в типе наследования-синдром Хурлера передается потомкам как аутосомно-рецессивный признак, а синдром Хантера сцеплен с Х-хромосомой - можно было предположить, что эти заболевания генетически различны, т. е. мутации затрагивают разные реакции расщепления мукополиса-харидов. Если бы можно было осуществить слияние ядер клеток, взятых у больного с синдромом Хурлера и у больного с синдромом Хантера (как это было сделано для многих различных типов клеток в работах по генетике соматических клеток), это должно было бы привести к взаимной компле-ментации дефектов. В ходе решения этой задачи выяснилось, что проблема значи-тельно проще и в слиянии клеток нет необходимости. Для компенсации дефектов, присущих синдромам Хурлера и Хантера, достаточно смешать соответствующие клетки в культуре или даже к клеткам одного генотипа добавить культуральную жидкость, в которой росли клетки другого генотипа. Накопление мукополисахаридов измеряли по включению 35S04. На рис. 4.10 показаны результаты этих опытов. Компенсация одного из дефектов (синдрома Хурлера) достигалась с использованием как нормальных клеток, так и клеток с другим дефектом (синдромом Хантера) [1086].
В последующие годы подобные экспе-рименты были выполнены и для других клинических типов, а обнаруженные корректирующие факторы охарактеризованы биохимически. Оказалось, что фибро-бласты больных с синдромом Санфилиппо образуют по меньшей мере две группы, А и В, в которых дефектными являются различные факторы, поэтому клетки групп А и В способны к взаимной коррекции. Таким образом, синдром Санфилиппо генетически неоднороден. С другой стороны, несмотря на глубокие различия в клинической картине синдромов Хурлера и Шайе, фибробласты, взятые у соответствующих больных, дефектны по одному и тому же фактору.

Вскоре было показано, что все коррек-тирующие факторы представляют собой специфические белки. Более подробный анализ показал, что это лизосомные фер-менты, участвующие в расщеплении суль-фатированных гликозаминогликанов. Важную роль в выяснении механизмов подобных дефектов сыграли и современные представления о структуре этих соединений, и анализ функций корректирующих факторов, и прямые эксперименты по идентификации поврежденных ферментов.

Предполагалось, что при этих нарушениях дефектными являются ферменты, спе-цифически расщепляющие различные типы связей в молекулах гликозаминогликанов. Предсказания на основе этой гипотезы подтверждались экспериментально. Напри-мер, при инкубации корректирующего фак-тора Санфилиппо А (25290) in vitro с гепа-рансульфатом, выделенным из фиброблас-тов больного с синдромом Санфилиппо и меченным 35S04, наблюдалось освобождение неорганического сульфата. Дальнейшие исследования показали, что фактор действует на N-сульфатную связь гепарансуль-фата [1175]. При инкубации in vitro с гепарансульфатом или дерматансульфа-том, полученными из фибробластов больного с синдромом Хантера и меченными 35S04, корректирующий фактор Хантера также катализирует выделение неорганического сульфата. Ген, детерминирующий мукополисахаридоз формы Хантера, сцеплен с Х-хромосомой, поэтому соответствующий дефект фермента должен отличаться от дефекта при синдроме Санфилиппо А. Поскольку общим свойством обоих гликозаминогликанов является слу-чайное распределение сульфатированных остатков идуроновой кислоты, было вы-двинуто предположение, что корректирую-щий фактор Хантера может быть сульфа-тазой. Это предположение подтвердилось в опытах с искусственным субстратом.

Другой подход к изучению природы ферментативного блока заключается в определении концевых остатков полисаха-ридных цепей, которые накапливаются при заболевании. Например, было показано, что при синдроме Хантера концевой остаток накапливающегося дерматансульфата представляет собой сульфатированный остаток идуроновой кислоты. Это хорошо согласовывалось с предположением о дефекте сульфатазы, на что указывали опыты с искусственным субстратом. Был сделан вывод, что в норме гликозаминогликаны расщепляются поэтапно и этот процесс останавливается, если отсутствует фермент, ответственный за очередной этап. Последовательность моносахаридных остатков в цепи варьирует; такой характер расщепления делает объяснимым тот факт, что накапливающиеся при этих заболева-ниях полисахаридные цепи имеют разную длину.

Эти же методы использовали для изучения дефектов других ферментов. Во всех случаях концевые остатки содержали связь, для которой не было соответствую-щего фермента. Природа ферментативных дефектов позволила объяснить и другое свойство накапливающегося материала: единичное нарушение приводит к накоп-лению химически неидентичных молекул. Например, у больных с синдромом Хурле-ра накапливается как дерматансульфат, так и гепарансульфат. Оба соединения содержат остатки a-L-идуроновой кислоты. Поэтому дефект фермента, который строго специфичен в отношении этого остатка, вызывает накопление обоих типов содержащих его полисахаридов.

Обобщенные результаты ряда иссле-дований представлены для хондроитина и дерматансульфата на рис. 4.11, а для гепарансульфата и кератансульфата на рис. 4.12. Указаны ферменты, для которых установлены генетические дефекты, пере-численные в табл. 4.7.
Нарушения ферментов и генетическая гетерогенность, В разд. 3.3.5 на примере мышечной дистрофии продемонстрирован анализ генетической гетерогенности с использованием генетических данных (различных типов наследования), а также клинических данных (возраст начала заболевания, характер проявления, тяжесть симптомов и др.). При изучении мукопо-лисахаридозов такой анализ продемонстрировал выраженную межсемейную вариабельность всех этих показателей, между тем внутри каждой семьи проявления были обычно сходными. Поэтому казалось логичным выделить различные генетические типы, что и было сделано еще до исследования ферментативных нарушений. Интересно, как эта классификация, основанная на косвенных данных по изучению фенотипа, согласуется с прямыми данными, полученными при анализе ферментативных нарушений?

В целом соответствие оказалось вполне удовлетворительным (табл. 4.5 и 4.7). Однако имеются два исключения.

1. Согласно клиническим данным, синдром Санфилиппо следует рассматривать как единое заболевание. Было показано, однако, что он может быть обусловлен четырьмя различными ферментативными дефектами. Такая ситуация характерна для многих дефектов метаболизма. Нарушения различных реакций одного и того же пути часто приводят к одинаковой клинической картине. Например, различные дефекты гликолиза вызывают несфероцитарную ге-молитическую анемию (разд. 4.2.2.2).

2. С другой стороны, синдромы Хур-лера и Шайе сильно различаются: последний протекает значительно легче. Тем не менее оказалось, что в основе обоих заболеваний нарушение одного и того же фермента. Как объяснить этот факт? Весьма возможно, что данный фермент состоит из нескольких полипептидных цепей. Мутации, вызывающие синдромы Хурлера и Шайе, могут затрагивать различные цепи и детерминировать разный уровень остаточной активности фермента. До сих пор, однако, не найдено никаких различий в остаточной активности a-L-иду-ронидазы в фибробластах больных с синдромами Хурлера и Шайе. Можно предположить и другие механизмы, исходя, например, из результатов генетического анализа гемоглобинов (разд. 4.3).

Изучение генетической гетерогенности мукополисахаридозов еще не проводи-лось. Однако нет оснований предполагать, что в этом случае различия между мутациями окажутся менее явными, чем те, которые обнаружены для G6PD. Му-тантные аллели, которые несет данный, конкретный больной, страдающий ауто-сомно-рецессивным заболеванием, могут оказаться идентичными. Так бывает, если родители являются родственниками, например двоюродными, или в генетически изолированных популяциях (разд. 6.4.1). Однако в большинстве других случаев мутации, обнаруживаемые у больного, имеют различное происхождение, и поэтому маловероятно, что они идентичны. Если термин «гомозигота» использовать строго для обозначения индивидов с абсолютно идентичными мутациями, многих или даже большинство больных рецессивными заболеваниями следует признать не-гомозиготными. Их можно назвать «сос-тавными гетерозиготами» (рис. 3.12). Описан ряд случаев, по клиническим проявлениям промежуточных между синдромами Хурлера и Шайе [1312]. Было показано, что в фибробластах отсутствует корректирующий фактор Хурлера. Некоторые из таких больных действительно могли быть состав-ными гетерозиготами с аллелями Хурлера и Шайе. Однако по меньшей мере в четырех случаях родители больных были родствен-никами. Возможно существование и третьего аллеля с промежуточным фенотипи-ческим проявлением, поскольку в семьях, где происходит сегрегация двух различных аллелей, заболевание нельзя объяснить последствиями близкородственных браков.

Дифференциальная диагностика и лечение мукополисахаридозов. Если на основании клинических данных подозревается мукополисахаридоз, предполагаемый глюкозамин.диагноз должен быть подтвержден обна-ружением в моче избыточных сульфатиро-ванных гликозаминогликанов. Для этого в настоящее время разработаны соответствующие методы [1312]. Окончательный диагноз, однако, требует выявления дефектного фермента в культуре фиброблас-тов, в лейкоцитах или, в случае некоторых ферментов, в сыворотке [1029]. Если ген экспрессируется в клетках амниотической жидкости, возможна и пренатальная диагностика (разд. 9.1.1). В этом случае либо измеряют накопление радиоактивных гликозаминогликанов, либо определяют природу дефекта фермента. Однако, поскольку количество амниотических клеток, которые удается культивировать, ограниченно, оказывается возможным определить активность лишь нескольких ферментов. Вот почему пренатальной диагностике должно предшествовать скрупулезное энзимологи-ческое исследование больного сибса. Такой предварительный анализ позволяет измерять в клетках амниотической жидкости активность только того фермента, который оказывается дефектным у этого сибса.
Известно, что при определенных обстоятельствах ферменты могут погло-щаться дефектными клетками, что приводит к коррекции дефекта. Этот факт свиде-тельствует о возможности ферментной те-рапии. Однако до сих пор не удавалось получить достаточно очищенных ферментов, а переливания больших количеств лейкоцитов или сыворотки приводили лишь к незначительному улучшению, в большинстве же случаев результаты были сомнительными. Поглощение клеткой лизосомного фермента является высо-коспецифичным процессом, в котором участвует определенный маркерный участок, распознаваемый в полипептидной молекуле фермента; он может быть разным для разных тканей [1240]. Тем не менее этот подход представляется многообещающим.

Дефект маркера для распознавания лизо-сомных гидролаз [1242]. В 1967 г. Де Марс и Лерой обнаружили «странные» клетки в культуре фибробластов кожи, взятых у больного с предполагаемым синдромом Хурлера Эти клетки имели плотные вклю-чения, выявляемые с помощью фазово-контрастной микроскопии и содержащие кислую фосфатазу Заболевание назвали I-клеточной болезнью (от английского inclusion-включение) По клиническому проявлению она напоминает синдром Хурлера, но протекает тяжелее и наследуется как аутосомно-рецессивный признак Оказалось, что фибробласты таких больных дефектны по 0-гексозаминидазе, арилсуль-фатазе А, р-глюкуронидазе, в то же время в культуральной жидкости перечисленные ферменты присутствуют в повышенной концентрации Чтобы объяснить этот факт, было высказано предположение, что фибробласты больных имеют дефектную клеточную мембрану, однако впоследствии оказалось, что in vitro лизосомы клеток больных поглощают и накапливают нор-мальные ферменты с нормальной скоростью В то же время гидролазы из 1-кле-ток не поглощаются нормальными клетками Следовательно, изменены сами молекулы этих ферментов Было установлено, что они лишены маркера, необходимого для распознавания при эндоцитозе, т е маннозо-6-фосфата В норме остатки ман-нозо-6-фосфата присоединяются к ферменту после завершения его синтеза Они служат сигналом, позволяющим ферменту связываться с рецептором маннозо-6-фосфата, который обеспечивает транспорт лизосом-ных ферментов в лизосомы, где происходит их активация В результате нарушения какого-то фермента, участвующего в про-цессинге лизосомных ферментов, большинство их при I-клеточной болезни лишены маннозо-6-фосфата Это приводит к тому, что ферменты из клеток секретируются в плазму, а не транспортируются по рецептор-зависимому пути в лизосомы (рис 4 13) Множественные клинические симптомы I-клеточной болезни можно объяснить одним дефектом процессинга, при котором нарушается присоединение к ферментам маркера - маннозо-6-фосфата Поскольку участок узнавания является общим для ряда ферментов, 1-клеточная болезнь служит примером патологического состояния, при котором дефект одного гена приводит к недостаточности нескольких ферментов Подобные множественные эффекты могут иметь и другие причины

Клетки при синдроме Хурлера не способны син-тезировать a-L-идуронидазу однако этот дефект можно скомпенсировать добавлением фермента к среде В случае I-клеточной болезни присут ствуют все ферменты, однако они лишены маркера, необходимого для их распознавания при поглощении и транспорте в лизосомыДо сих пор во всех случаях-будь то механизм выработки энергии в эритроцитах или катаболизм гликозаминоглика-нов - рассматривались примеры, при которых одна мутация приводила к изменению или недостаточности единственного фермента, Все это согласуется с гипотезой «один ген-один фермент». Однако известны случаи, когда одна мутация приводит к изменению двух ферментов. Например, активность одного фермента может нарушаться в результате дефекта другого. Так, активность глюкозо-6-фосфатазы при болезни накопления гликогена III типа (23240) уменьшается в результате нарушения ами-но-1,6-глю козидазы - фермента, который расщепляет гликоген в точках ветвления молекулы. Изменение структуры фермента представляется маловероятным, поскольку стероиды, обладающие кортизоно-подоб-ным эффектом, вызывают в таких случаях нормализацию активности глюкозо-6-фос-фатазы [1199].
Другие случаи, при которых два фермента изменены структурными мутациями, а у гетерозигот их активность примерно в два раза ниже нормы, не удается объяснить

таким способом. Вполне возможно, что указанные ферменты имеют общую субъ-единицу.
Кетоацидурия, обусловленная дефектом метаболизма аминокислот с разветвленной боковой цепью (болезнь «кленового сиропа») [196]. Известно рецессивное нарушение, которое затрагивает не менее трех функ-ционально родственных ферментов,- болезнь «кленового сиропа». Она вызвана дефектом расщепления аминокислот с разветвленной боковой цепью: лейцина, изо-лейцина и валина (рис. 4.14). Генетический блок показан на рис. 4.15. При наиболее частой классической форме болезни в течение первой недели после рождения наблюдаются затруднение с сосанием, рвота, ги-пертонус мышц и пронзительные крики. Иногда имеют место потеря тонуса и за-держка дыхания (возможно, вследствие гипогликемии). Позже утрачиваются реф-лексы, появляются частые припадки, возможна смерть в раннем возрасте. Дети, которые не получали лечения и тем не менее выжили, страдают тяжелой умственной отсталостью [182]. Помимо этого классического типа, описаны «промежуточ-ная», «легкая» и тиамин-зависимая формы болезни.

Анализ генетического блока показал, что активность трансаминаз, которые пре-вращают эти аминокислоты в соответст-вующие кетокислоты, не изменена (рис. 4.15). Оказалось, что нарушена следующая стадия - окислительное де-карбоксилирование. По-видимому, она обеспечивается тремя различными мульти-ферментными комплексами. Установлено, что эти комплексы имеют один идентичный компонент, который и затрагивает мутация, вызывающая заболевание. При промежуточной форме заболевания наблюдаются периоды атаксии и повышения концентрации аминокислот с разветвленной боковой цепью и соответствующих кето-кислот, в особенности при инфекционных заболеваниях. В остальное время показатели крови находятся в пределах нормы, но у больных наблюдаются неврологические отклонения. У одного ребенка при этом заболевании описана остаточная активность фермента, составляющая около 2-10% нормы. Сходные дефекты описаны в работе [1287].
Другие дефекты метаболизма, при которых нарушена активность нескольких ферментов [196]. Другим примером дефекта метаболизма, при котором один генетичес-кий блок затрагивает два фермента в одной и той же цепи реакций, служит оротоаци-дурия (25890), при которой нарушено образование одного из предшественников РНК, уридина, из оротовой кислоты. На рис. 4.16 показаны два генетических блока, У гете-розигот активность обоих ферментов снижена приблизительно вдвое. Это исключает зависимость активности одного фермента от другого и свидетельствует в пользу участия продукта одного и того же гена в обеих реакциях. По меньшей мере в одном случае было установлено, что у гомозиготы второй фермент - декарбоксилаза - имеет измененную электрофоретическую подвиж-ность, а значит, и структуру. Оказалось, что каждая реакция осуществляется одним из двух независимых доменов макромолекулы, которая представляет собой единую полипептидную цепь [1145]. С другой стороны, показано, что при ганглиозидозе Зандхоффа одновременное нарушение активности гексозаминидаз А и В обуслов-лено мутацией, изменяющей общую для этих ферментов [3-субъединицу [1286].

Описан ряд случаев одновременной недостаточности факторов свертывания крови II, VII, IX и X, зависимых от вита-мина К. Они вызваны дефектом пост-трансляционной модификации [11 lib].

Новый взгляд на гипотезу «один ген - один фермент» (или «один ген-одна полипеп-тидная цепь») [1088]. Как уже отмечалось, дефекты единичных генов человека могут нарушать активность сразу нескольких ферментов, что объясняется наличием у этих ферментов общих субьединиц. Это структурные мутации.

Другой важный аспект синтеза ферментов связан с посттрансляционным про-цессингом. Например, сахарозоизомаль-таза построена из двух полипептидных цепей, каждая из которых обладает ферментативной активностью. Эти полипептиды образуются из единого предшественника в результате протеолитического расщепления [1297]. Для образования активного инсулина также необходим про-цессинг проинсулина.
Весьма убедительные доказательства процессинга пептидов получены для ряда мелких пептидов, синтезирующихся в мозге,-энкефалинов и эндорфинов. В этом случае одна и та же молекула пред-шественника в результате процессинга может расщепляться на различные пептиды в зависимости от типа клеток или стадии их развития, что может служить одним из механизмов дифференцировки при эмбрио-нальном развитии. На рис. 4.17 показана молекула препродинорфина и ее процес-синг с образованием различных типов энке-фалинов, эндорфинов и динорфинов. Функ-ции этих белков будут кратко рассмотрены в гл. 8. Подобный посттрансляционный процессинг описан для других гормонов и нейропептидов, синтезирующихся главным образом в гипофизе и гипоталамусе,

Модификации, важные для функциони-рования молекул, происходят не только на посттрансляционном уровне, но и на уровне экспрессии гена; они могут изменить даже сам ген. Подобная модификация установлена для генов иммуноглобулинов (разд. 4.4). Однако эти факты не умаляют эвристической ценности гипотезы «один ген-один фермент», которая в большинстве случаев верна.

Нарушение работы сразу нескольких ферментов в результате одной мутации может наблюдаться в особых случаях, например если нарушено поглощение, транспорт или связывание кофакторов.