Протеогликаны и гликопротеины

Протеогликаны – высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5-10%) и гликозаминогликанов (90-95%). Они образуют основное вещество межклеточного матрикса.

Гликозаминогликаны – гетерополисахариды, состоящие из многократно повторяющихся дисахаридов, мономерами которых являются уроновые кислоты и гексозамины.. Раньше их называли мукополисахаридами, так как они обнаруживались в слизистых секретах. Они связывают большие количества воды, в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер.

Белки в протеогликанах представлены одной полипептидной цепью разной молекулярной массы. Белки протеогликанов называют коровыми или сердцевинными белками. Полисахаридные компоненты у разных протеогликанов разные.

Функции протеогликанов:

· структурные компоненты внеклеточного матрикса;

· обеспечивают тургор различных тканей;

· как полианионы связывают поликатионы и катионы;

· действуют как сита во внеклеточном матриксе (фильтрация в почках);

· влияют на клеточную миграцию;

· противостоят компрессионным силам в межклеточном матриксе;

· поддерживают прозрачность роговицы;

· выполняют структурную роль в склере;

· антикоагулянты;

· формируют рецепторы на поверхности клеток;

· образуют межклеточные контакты;

· входят в состав синаптических и других везикул клеток.

В настоящее время известна структура шести основных классов гликозаминогликанов.

1. Гиалуроновая кислота – находится во многих органах и тканях. В хряще она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в некоторых тканях (стекловидное тело, пупочный канатик, суставная жидкость) встречается в свободном виде. Повторяющаяся дисахаридная единица в гиалуроновой кислоте состоит из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина.

2. Хондроитинсульфаты – самые распространенные гликозаминогликаны в организме человека. Они содержатся в хряще, сухожилиях, связках, артериях, роговице глаза. Хондроитинсульфаты являются важным составным компонентом агрекана – основного протеогликана хрящевого матрикса. В организме человека встречаются 2 вида хондроитинсульфатов: хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат. Они построены одинаковым образом: из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-галактозамин-4-сульфата или N-ацетил-D-галактозамин-6-сульфата соответственно.

3. Кератансульфаты – наиболее гетерогенные гликозаминогликаны. Отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях. Они содержат остаток галактозы и N-ацетил-D-галактозамин-6-сульфат. Входят в состав роговицы глаза, хрящей, межпозвоночных дисков.

4. Дерматансульфат – характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов, менисков, межпозвоночных дисков. Повторяющаяся дисахаридная единица – L-идуроновая кислота и N-ацетил-D-галактозамин-4-сульфат.

5. Гепарин – важный компонент противосвертывающей системы крови. Синтезируется тучными клетками. Наибольшие количества гепарина обнаруживаются в легких, печени и коже. Дисахаридная единица состоит из D-глюкуронат-2-сульфата и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата.

6. Гепарансульфат – входит в состав протеогликанов базальных мембран. Структура дисахаридной единицы такая же как и у гепарина, но содержит больше N-ацетильных групп.

В межклеточном матриксе присутствуют разные протеогликаны. Среди них есть очень крупные – например агрекан и ворсикан. Кроме них, в межклеточном матриксе имеется целый набор так называемых малых протеогликанов, которые широко распространены в разных видах соединительной ткани и выполняют там разнообразные функции. Эти протеогликаны имеют небольшой коровый белок, к которому присоединены одна или две цепи гликозаминогликанов. Наиболее изучены декорин, бигликан, фибромодулин, люмикан, перлекан.

Протеогликаны отличаются от большой группы белков, которые называют гликопротеинами. Эти белки тоже содержат олигосахаридные цепи разной длины, ковалентно прикрепленные к полипептидной основе. Углеводный компонент гликопротеинов гораздо меньший по массе, чем у протеогликанов, и составляет не более 40% от общей массы.

Функции гликопротеинов:

· структурные молекулы;

· защитные (муцины, иммуноглобулины, антигены гистососместимости, комплимент, интерферон)

· транспортные молекулы для витаминов, липидов, микроэлементов;

· гормоны: тиротропин, хорионический гонадотропин;

· ферменты (нуклеазы, факторы свертывания крови)

· осуществление межклеточных контактов.

Метаболизм протеогликанов и гликопротеинов зависит от скорости их синтеза и распада. Их полипептидные цепи синтезируются на мембранносвязанных полирибосомах по матричному механизму синтеза. Полисахаридные цепи присоединяются к белку через связующую область, в состав которой чаще всего входит трисахарид галактоза-галактоза-ксилоза и соединяется с остатком серина корового белка.

Рисунок 34.2. Общая схема строения гликопротеинов.

Полисахаридные цепи синтезируются путем последовательного присоединения моносахаридов. Донорами моносахаридов обычно являются соответствующие нуклеотид-сахара. Реакции синтеза катализируются ферментами семейства трансфераз, обладающими абсолютной субстратной специфичностью. Эти трансферазы локализованы на мембранах аппарата Гольджи. Сюда по каналам эндоплазматической сети поступает коровый белок, к которому присоединяются моносахариды связующей области, и затем наращивается вся полисахариднакя цепь. Сульфатирование углеводной части происходит с помощью ФАФС.

На синтез гликозаминогликанов влияют глюкокортикоиды: они тормозят образование гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов. Показано также тормозящее действие половых гормонов в органах-мишенях.

Разрушение полисахаридных цепей осуществляется экзо- и эндогликозидазами и сульфатазами, к которым относят гиалуронидазу, глюкуронидазу, галактозидазу, нейраминидазу и другие лизосомальные гидролазы, обеспечивающие постепенное их расщепление до мономеров. Генетически детерминированный дефект указанных ферментов приводит к нарушению распада белково-углеводных комплексов и накоплению их в лизосомах. Развиваются мукополисахаридозы, проявляющиеся значительными нарушениями в умственном развитии, поражениями сосудов, помутнением роговицы, деформациями скелета.

Cписок литературы

1. Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов,
Б.Ф. Коровкин – 3-е изд. – М.: Медицина, 2008. – 704 с.

2. Биологическая химия: учебник / В.К. Кухта и [др.]; под ред. А.Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: БИНОМ, 2008. – 688 с.

3. Биохимия: учебник / Т.Л. Алейникова и [др.]; под ред.
Е.С. Северина. – 4-е изд. ─ М.: ГЭОТАР-Медицина, 2006. – 784 с.

4. Бышевский, А.Ш., Биохимия для врача – А.Ш. Бышевский, О.А. Терсенов. – Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. – 384 с.

5. Мусил, Я. Основы биохимии патологических процессов –
Я. Мусил. – М.: Медицина, 1985. – 432 с.

6. Николаев, А. Я. Биологическая химия / А. Я. Николаев. – 3-е изд. переработ. – МИА, 2007. – 568 с.

7. Основы биохимии: в 3 т. / А. Ленинджер. ─ М.: Мир, 1985. ─ 3 т.

8. Чиркин, А.А. Практикум по биохимии: учебное пособие /
А.А. Чиркин. – Минск: Новые знания, 2002. – 512 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.. 3

глава 1. ВВЕДЕНИЕ В БИОХИМИЮ... 5

ГЛАВА 2. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ.. 11

ГЛАВА 3. ФЕРМЕнТЫ. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ.. 28

ГЛАВА 4. регуляция активности ферментов. Медицинская энзимология.. 38

ГЛАВА 5. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. 51

ГЛАВА 6. БИОСИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. 59

ГЛАВА 7. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА.. 74

Глава 8. ВВЕДЕНИЕ В МЕТАБОЛИЗМ.. 87

Глава 9. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ.. 92

Глава 10. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. БИОЛОГИЧЕСКОЕ
ОКИСЛЕНИЕ. 98

Глава 11. ТИПЫ ОКИСЛЕНИЯ. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СИСТЕМЫ.. 107

Глава 12.ё гормоны – общая характеристика и механизм действия 118

Глава 13. особенности действия гормонов эндокринных желез Либерины.. 128

Глава 14. БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ.. 152

Глава 15. Основы витаминологии. жирорастворимые и водорастворимые витамины. 157

ГЛАВА 16. УГЛЕВОДЫ ТКАНЕЙ И ПИЩИ – ОБМЕН И ФУНКЦИИ.. 170

ГЛАВА 17. пути МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ.. 177

ГЛАВА 18. ОБМЕН ГЛИКОГЕНА.. 184

ГЛАВА 19. ЛИПИДЫ ТКАНЕЙ, ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ТРАНСПОРТ ЛИПИДОВ 189

ГЛАВА 20. ОБМЕН ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ И ЖИРНЫХ КИСЛОТ. 200

ГЛАВА 21. ОБМЕН СЛОЖНЫХ ЛИПИДОВ.. 212

ГЛАВА 22. МЕТАБОЛИЗМ ХОЛЕСТЕРОЛА. БИОХИМИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА 217

Глава 23. Обмен аминокислот. Динамическое состояние белков организма.. 225

Глава 24. Образование и обезвреживание NH₃ в
организме. 239

Глава 25. Метаболизм отдельных аминокислот. 244

ГЛАВА 26. обмЕн нуклеотидов.. 248

ГЛАВА 27. РЕГУЛЯЦИЯ И ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕТАБОЛИЗМА.. 254

ГЛАВА 28. БИОХИМИЯ ПЕЧЕНИ.. 259

ГЛАВА 29. Водно-электролитный обмен.. 274

ГЛАВА 30. БИОХИМИЯ КРОВИ.. 289

ГЛАВА 31. БИОХИМИЯ ПОЧЕК.. 302

ГЛАВА 32. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА В НЕРВНОЙ ТКАНИ.. 304

ГЛАВА 33. БИОХИМИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ.. 313

Глава 34. Биохимия соединительной ткани. 319

Поиск по сайту: