5. Гликопротеины
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.
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 [2].
Углеводный компонент гликопротеинов - это олигосахарид, состоящий 10 - 15 мономерных единиц. Этими мономерными единицами могут быть в основном минорные моносахариды: манноза, метилпентозы рамноза и фукоза, арабиноза, ксилоза. На конце этого олигосахарида имеется еще одно производное моносахаридов: сиаловые кислоты (ацильные производные нейраминовой кислоты). Если в крови увеличивается концентрация сиаловых кислот - значит, идет распад межклеточного матрикса. Это бывает при воспалении.
Углеводные компоненты гликопротеинов также, как и углеводные компоненты гликопротеинов обладают свойствами тканевых антигенов.
В отличие от протеогликанов белковая часть гликопротеинов составляет менее 10%, углеводный компонент представлен олигосахаридных цепью с 1015 мономеров. Мономерами гликопротеинов могут быть: манноза, фукоза, рамноза, арабиноза, ксилоза, сиаловые кислоты (ацильные производные неграминовои кислоты). Гликопротеины отличаются между собой разнообразием олигосахаридных цепей, последовательностью аминокислот в белке. Они выполняют роль матрицы, регулирующего расположения и стабилизирует фибриллы коллагена, их агрегацию с протеогликанами; образуют основу для формирования эластиновых структур, участвующих в минерализации тканей.
ГЛИКОПРОТЕИНЫ делят на 2 группы:
1. Растворимые
2. Нерастворимые.
Углеводная часть гликопротеинов очень вариабельна. Важное значение имеет последовательность моносахаридов, как и последовательность аминокислот в белковой части. Из гликопротеинов наиболее изучены растворимый фибронектин и нерастворимый ламинин.
Растворимые гликопротеины представлены особым белком - фибронектином. Молекулярная масса фибронектина - 440 кДа. Он состоит из двух полипептидных цепей, соединенных дисульфидным мостиком. Отдельная цепь состоит из 78 доменов, между которыми есть неструктурированные гибкие участки. Обязательным компонентом домена является последовательность: Арг-Гли-Асп, с помощью которой он может присоединяться к клеточным рецепторам (интегринам). На доменах расположены специфические центры для связывания различных веществ. Фибронектин присоединяется к углеводным остаткам сиалогликолипидов (ганглиозидов) и сиалогликопротеинов клеточных мембран, коллагена, гиалуроновой кислоты, сульфитированных гликозамингликанов, гепарина.
Он обычно располагается на поверхности фибробластов и участвует в адгезии всех перечисленных клеточных структур, а, значит, и клеток. Известно, что при опухолевых заболеваниях количество фибронектина снижается, что способствует метастазированию опухоли.
На молекуле фибронектина есть центр связывания для энзима трансглутаминазы, регулирующая реакцию между остатками глутаминовой кислоты одного белка и остатками лизина другого белка. Присоединяясь к фибронектину, трансглутаминаза «сшивает» отдельные молекулы белка друг с другом и с другими белками. Благодаря своим свойствам фибронектин выполняет интегративную функцию в организации межклеточного вещества, а также способствует адгезии клеток, поэтому его называют «молекулярным клеем». Различные типы фибронектина способствуют миграции эпителиальных и мезенхимальных клеток, стимулируют пролиферацию и миграцию эмбриональных и опухолевых клеток, контролируют дифференцировку и поддержания цитоскелета клеток, участвующих в воспалительных и пролиферативных процессах.
К растворимым гликопротеинам также относятся COR-белок - компонент протеогликанов, связующие белки, а также целый ряд белков плазмы крови.
Нерастворимые гликопротеины образуют "каркас", "строму" межклеточного матрикса [3].
К нерастворимым гликопротеинам относятся: Ламинин, нидоген, фибриллин, остеонектин, тенасцин и тромбоспондин.
Ламинин относят к нерастворимым белкам базальных мембран. Его молекула имеет крестообразную форму и состоит из трех полипептидных цепей. Молекула ламинина имеет центры связывания для коллагена IV типа, нидогена, фибронектина и других веществ, несколько центров связывания с клетками. Основная функция белка — моделирование клеточного поведения через воздействие на их рост, морфологию, дифференцировку и подвижность. Он выполняет функцию адгезивного белка для эпителиальных и мезенхимальных клеток.
Нидоген — сульфатированный гликопротеин базальных мембран. Белок имеет один полипептидную цепь с тремя глобулярными доменами: один имеет центр связывания ламинина, другой — центр связывания коллагена IV типа. Нидоген может образовывать тройной комплекс ламининнидогенколаген, связывает различные компоненты межклеточного матрикса. Он содержит специфические последовательности для присоединения к клеточной поверхности.
Фибриллин — структурный гликопротеин, компонент микрофибрилл, который обеспечивает образование эластиновых волокон. Он есть в аорте, хрусталике глаза. Нарушение его синтеза белка вызывает развитие синдрома Марфана.
Остеонектин, тенасцин, тромбоспондин — гликопротеины, участвующие в эмбриогенезе и морфогенезе, клеточного ответа на повреждения, способные взаимодействовать с различными лигандами, могут проявлять как антиадгезивные, так и адгезивные свойства. Концентрация этих белков может повышаться при некоторых опухолевых заболеваниях [4].
Список использованной литературы:
1. Биохимия тканей и жидкостей полостей рта: учебное пособие / Вавилова Т.П. - 2-е изд., испр. и доп. - 2008. - 208 с. : ил.
2. http://allrefs.net/c26/4czgq/p149/
3.http://medbe.ru/materials/kostnaya-i-khryashchevaya-tkan/soedinitelnaya-tkan-stroenie-funktsii-sostav/
4. http://bagazhznaniy.ru/priroda/specialnye-belki-soedinitelnoj-tkani