Нейроспецифические белки

Кафедра биохимии

Утверждаю

Зав. каф. проф., д.м.н.

Мещанинов В.Н.

_____‘’_____________2013

ЛЕКЦИЯ № 28

Тема: Биохимия нервной ткани

Нервная система: определение понятия

Функции нервной системы:

1. Хранит, воспринимает и перерабатывает информацию из внешней и внутренней среды;

2. Генерирует сигналы, обеспечивающие ответные реакции, адекватные действующим раздражителям – осуществляет адаптацию и сохранение гомеостаза

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕРВНОЙ ТКАНИ

В связи с различием строения, серое и белое вещество нервной ткани отличаются по химическому составу.

Химический состав серого и белого вещества головного мозга человека

Белки нервной ткани

В головном мозге на белки приходиться 40% сухой массы. Методами хроматографии, электрофореза и экстракции буферными растворами. выделено более 100 белковых фракций нервной ткани

В нервной ткани содержатся простые и сложные белки.

Простые белки

· Нейроальбумины – основные растворимые белки (89-90%) нервной ткани, являются белковым компонентом сложных белков фосфопротеинов, в свободном состоянии встречаются редко.

· Нейроглобулины, содержатся в небольшом количестве (в среднем 5%).

· Катионные белки - осн'овные белки (рН 10,5 – 12,0),

· Нейросклеропротеины (опорные белки) - нейроколлагены, нейроэлластины, нейростромины и др. Составляют 8-10% от всех простых белков нервной ткани, локализованы в основном в белом веществе головного мозга и ПНС, выполняют структурно-опорную функцию.

Сложные белки

Сложные белки нервной ткани представлены: нуклеопротеинами, липопротеинами, протеолипидами, фосфопротеинами, гликопротеинами и т.д.

· Гликопротеины – содержат олигосахаридные цепи, которые придают специфические отличия клеточным мембранам. Нейроспецифические гликопротеины участвуют в формировании миелина, в процессах клеточной адгезии, нейрорецепции и взаимном узнавании нейронов в онтогенезе и при регенерации.

· Протеолипиды – в наибольших количествах содержатся в миелине и в небольших количествах - в синаптических мембранах и синаптических пузырьках.

Нейроспецифические белки

В цитоплазме нейронов присутствуют кальцийнейрин, белок 14-3-2, белок S-100, белок Р-400.

· Белок S-100 (или кислый белок), содержит много глутаминовой и аспарагиновой кислот, гомологичен мышечному тропонину С, находится в цитоплазме или связан с мембранами. На 85-90% он сосредоточен в нейроглии, и на 10-15% в нейронах. Участвует в развитии нервной системы и ее пластичности. Концентрация S-100 возрастает при обучении животных.

Концентрация в мозге в 100 000 раз превышает содержание в других тканях и составляет до 90% растворимой фракции белков нервных клеток. Все фракции S100 специфически взаимодействуют с кальцием, но отличаются друг от друга количеством кальций-связывающих центров (от 2 до 8) Белки S100 синтезируются глиальными клетками, а затем транспортируются в нейроны. Обеспечивают функциональный гомеостаз клеток мозга путем сопряжения и интеграции разноплановых метаболических процессов

Выделяют 4 основных молекулярных процесса, лежащих в основе биологической активности белков группы S100.

1.Связывание ионов Са2+ и кальций-зависимое специфическое межмолекулярное взаимодействие белков S100 с другими белками,

Белок S100 воздействует на у, моноаминоксидазау, основной белок миелина нейроспецифическая енолаза (гликолиз) [, ряд ДНК-связывающих белков и гликопротеинов. Взаимодействие происходит по похожей схеме:

3.Влияние на состояние микротрубочек нервных клеток. В результате ассоциации/диссоциации молекул S100 и ионов Са2+ происходит изменение концентрации кальция в клетке, что определяет процесс перестройки и диссоциации микротрубочек.

4. Влияние на процессы обмена и специфической рецепции

Экспериментально доказано участие белков группы S100 в регуляции процессов направленного роста отростков нейронов, в завершении нейроонтогенеза в становлении основных форм врожденного поведения, в механизмах памяти и обучения.

Белки S100 не являются жизненно важными компонентами (как ферменты гликолиза или окислительного фосфорилирования), необходимыми для поддержания общего гомеостаза живых клеток. Экспериментальные воздействия на белки S100 обычно не сопровождаются заметным ухудшением соматического состояния животных, но одновременно приводят к резким и разнообразным нарушениям интегративной функции мозга, информационного гомеостаза, в обеспечении и оптимизации которого и заключается их общебиологическая роль.

· Белок 14-3-2 -кислый белок, который преимущественно локализован в нейронах ЦНС.

· Белок Р-400 находится в мозжечке мышей, где, возможно, отвечает за двигательный контроль.

К сократительным белкам нейронаотносятся нейротубулин, нейростенин, актиноподобные белки (кинезин и др.). Они обеспечивают ориентацию и подвижность цитоскелета (микротрубочек и нерофиламентов), активный транспорт веществ в нейроне, участвуют в работе синапсов.

В нейронах имеются белки, осуществляющие гуморальную регуляцию. Это некоторые гликопротеины гипоталамуса, нейрофизины и подобные им белки.

На мембране нейронов расположены нейроспецифические поверхностные антигены (NS₁, NS₂, L₁) с неизвестной функцией и факторы адгезии клеток(N-САМ), важные для развития нервной системы.

Нейроспецифические белки участвуют в осуществлении всех функций нервной системы - генерации и проведении нервного импульса, процессах переработки и хранении информации, синаптической передаче, клеточном узнавании, рецепции и др.

Поиск по сайту: