Гормоны щитовидной железы.

В щитовидной железе образуются три гормона: тироксин (T₄) и трииодтиронин (T₃) – производные ароматической аминокислоты тирозина (Tyr), а также кальцитонин, полипептидный гормон, состоящий из 32 аминокислотных остатков.

Образование T₄ и Т₃ происходит путём модификации остатков тирозина, входящих в состав тиреоглобулина (Tgb) – гликопротеина с молекулярной массой 660 кДа (1 Да = 1 а. е. м.).

1. Рассчитайте массовую долю остатков тирозина в неиодированном Tgb, если в состав данного гликопротеина входит 115 таких аминокислотных остатков.

Единственным источником иода для щитовидной железы может быть иодид-ион, который ею аккумулируется для последующего синтеза гормонов. Иодированию остатков тирозина предшествует образование в фолликулярных клетках щитовидной железы иодиний ионов I⁺ с участием фермента пероксидазы, одним из субстратов которой является пероксид водорода.

2. Напишите уравнение реакции образования I⁺ в щитовидной железе, учитывая, что реакция протекает в водном растворе.

Т₄, как и тирозин, является α -аминокислотой и содержит одну фенольную группу. Образование аминокислотного остатка Т₄ в составе тиреоглобулина можно описать следующей схемой:

где 1 – иодирование, 2 – трансферазная реакция

Трансферазная реакция протекает путём переноса фрагмента соединения Y на другой аминокислотный остаток Y, входящий в состав Tgb. Известно, что Т₄ (23, 19 % С, 1, 43 % Н, 1, 80 % N, 65, 34 % I по массе) содержит 7 типов атомов водорода и 2 типа атомов иода. Трииодтиронин может образовываться из тироксина под действием фермента 5'-деиодиназы.

3. Предложите структуры аминокислот Y и Т₄ с указанием стереохимии.

4. Напишите уравнение реакции последнего этапа образования свободного Т₄.

Т₃ образуется из Т₄ также путём переноса фрагмента соединения X на аминокислотный остаток Y в составе Tgb.

5. Изобразите все возможные продукты реакции монодеиодирования Т₄ с указанием стереохимии и укажите среди них трииодтиронин.

Одним из продуктов метаболизма Т₄ и Т₃ является соединение Z, образующееся из Т₃ в три стадии и содержащее 35, 73 % иода и 47, 34 % углерода.

6. Предложите возможные структурные формулы Z с указанием стереохимии.

Тироксин и трииодтиронин относятся к тем немногим гормонам, которые взаимодействуют с рецепторами, расположенными в ядре клетки, а не в её клеточной мембране (как, например, в случае кальцитонина).

7. Объясните, почему рецепторы для Т₄ и Т₃ могут располагаться в ядре клетки, а для кальцитонина нет.