Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1990), страница 10

Основные клинические признаки мукополисахаридозов (!029; 13!2) Муконолисахарндоз Характер наследования и а о "6,й й б В Зй н2 а Название й ВВ Аутосомио- редессивный !Н Синдром Хурлера (!) Синдром Шайс (!) Компаунд по синдро- мам Хур- лера и Шайс (1) Тнжелый синдром Хантера (2) Легкий синдром Хантера (2) Синдром Санфилиппо А (ЗА) Синдром Санфнлиппо В (ЗВ) Синдром Санфилиппо С (ЗС) Синдром Санфилиппо Р (З(У) Синдром Моркпо А (4) Синдром Моркио В (4) 1Н/Б Х-сцепленный, рецес- сивиый ПА ПВ Аутосомно- рецессивный 1ПА П1В 1ПС ППУ Аутосомио- рецесснвный 1УА + ! + ! !УВ резерв- ный номер Аутосомно- рецессивный Классичес- кая фюрма синдрома Марото — Лами (б) Легкая форма синдрома Марото —- — Лами (б) Скрытый мукополиса- харидоз (7) 117А У1В Аутосомно- рецессивцый 'г'П " Классификвпня Мвк-Кьюсика (!972! с донолнсиихми — гнсутствуст; ф иногда наблюдается; Е в легкой форме; е 4 средней тяжести; е е е в тяжелой форме.

В скобках приведены обозначения генетических б ~аков, соогвстсгвующис рис. 4.! 1 и 4.!2. 32 4. Действие генов Биохимия сульфихлировинньчх гликозаминогликанов. Сульфатнрованные гликозаминогликаны представляют собой сложные гетеросахарнлы, состоящие нз длинных полисахарндных цепей, ковалентно связанных с белковым кором. Полнсахарилные цепи Лерматансульфата, гепарансульфата, хонлроитин-4- и хондроитнн-6-сульфата построены из чередующихся остатков глюкуроновой кислоты и сульфатированного гексозамина. Кератансульфат отличается от других гликозаминогликанов тем, что вместо глюкуроновой кислоты содержит остатки галактозы.

Полимерные цепи насчитывают ло 100 остатков. Они связаны с особым участком в молекуле специфического белка. К одной молекуле полипептнда могут быть присоединены несколько полисахарилных цепей. Такие протеогликаны Выделяющейся гяцхозямцяегяяяяя Муяодояися- хярядоя Дерматансульфат в гспаран- сульфат в соотношении 3:1 Дерматансульфат н гепаран- сульфат е соотношении 1:1 1 епарансульфат !Нн!В П П1А, П1В, РП, ППУ 1УА, 1ЧВ Кератансульфат и хопдроитип- 6-сульфат Дерматапсульфат, иногда гаюке некоторое количество гепарансульфата (?) Дерматансульфат н, возможно, гепарансульфат У1 ЧП представление о выделении разнообразных гликозамнногликанов при различных синдромах.

Природа выделяющихся веществ Таблица 4,7. Дефекты метаболизма при мукополисахаридозах [1029! Муяопояясяхярядозп Гяяююе цяяяцляяяющеяся Дефекхяый ферменг яещестяо !Н Синдром Хурлера Дерматансульфат и ге- парансульфат а-Ь-идуронидаза Синдром Шайс Компаунд по синдромам Хурлера и Шайс Тяжелая форма синдрома Хантера Легкая форма синдрома Хантера 1В 1Н/Я вЂ  †»вЂ” Илуронатсульфатаза Дерматансульфат и ге- парансульфат ПА П †»вЂ” -»- Гепарансульфат Гепаран-)Ч-сульфатаза а-)Ч-ацетилглюкозаминидаза а-глюкозаминидаза (?) )Ч-ацетилглюкозамип-6-сульфа- таза )Ч-щхетилгалактозамнн-6-суль- фатаза В-галактозилаза Н-ацеппналькгозамин-4-сульфа- таза (арнлсульфатаза В) -»вЂ” Синдром Санфилнппо А Синдром Санфнлиппо В Синдром Санфнлнппо С Синдром Санфиллцпо Р РДА ГПВ П1С 1ПО Синдром Моркио А Кератансульфат 1ЧВ Ч1А Синдром Моркио В Классическая форма синдрома Марото.

— Лами Легкая форма синдрома Марата -Лами Скрытый мукополнса- харидоз Дерматапсульфат Ч1В Дерматансульфат а ге- парансульфат ))-глюкуронилаза ЧП " Классификация Мях-Кьюсяяя 0972) с дополнениями. Таблица 4.6, Выделение сульфатпровьнных отражает характер метаболических нару- глпкозаминоглнканов с мочой пРи мУкополн- нуецни [табл 4?) сахаридозах [10291 4 Действие генов ЗЗ ОН,ОН НО О Н ННСОСН, Рис. 4.9. Димер Г.-илуроиовой кислоты и В!-ацетилгалактозамии-4-сульфата и лерматацсульфате.

способны образовывать и более крупные комплексы благодаря нековалентным снизим. Содержание различных сахаров в полисахаридных цепях и степень их сульфатировання могут значительно варьировать. Например, большая часть полисахаридной цепи дерматансульфата построена из повториющихся димеров !.- идуроновой кислоты и )ь)-ацетил-галактозамин-4-сульфата (рис. 4.9). Другие гликозаминогликаны имеют сходное строение. Они являются компонентами соединит ельной 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. Отсюда 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 предполагать, что в клетках происходит расщепление максимально возможного числа связей перед тем, как процесс блокируется из-за дефекта спепифического фермента, необходимого для отщепления очередного остатка.

Ферментативиые дефекты. Наиболее прямым подходом к исследованию нарушений метаболизма служит поиск соединений, метаболизм которых осуществляется неправильно, и измерение активности ферментов, участвующих в его превращении. Именно таким способом были изу- чены уже рассмотренные дефекты эритроцитов. Исследования же мукополисахаридозов 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 сицдромами Хантера илн Хурлера накапливаются гликозаминогликаны. Важнейшим э~алом следует считать доказательство того, что 1п И!го (в культуре) накопление может быть уменьшено до нормы под действием корректирующего фактора из тканеиой жидкости.

Впервые это было показано в )968 г. Неуфельдом и др. !)240). На основании различий в типе наследования- синдром Хурлера передается потомкам как аутосомнорецесснвный признак, а синдром Хантера сцеплен с Х-хромосомой — можно было предположить, что эти заболевания генетически различны, т.е. мутации затрагивают разные реакции расщепления мукополисахаридов. 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 комплементации дефектов.

В ходе решения этой задачи выяснилось, что проблема значительно 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 з'ЯО, На рис. 4.!О показаны результаты этих опытов. Компенсация одного из дефектов (синдрома Хурлера) достигалась с использованием как нормальных клеток, так и клеток с другим дефектом (синдромом Хантера) [!086). В последующие годы подобные эксперименты были выполнены и для других клинических типов, а обнаруженные кор- 34 4.

Действие генов 25 8 к 200 $150 „1' Юо Д 50 г з 4 Сугкк Рег е,щ. Аномальное включение "ЯО» е клетки больных с синдромами Хурдера я Хантера. При смешивании нормальных клеток с клетками больных одним из синдроыоа включение зги уменьшается. Такой же результат можно наблюдать прн сые1пиеании клеток пациентов, страдающих разными синдромами.

Уровень включения при этом близок к норме П0861. ректируюшие факторы охарактеризованы бнохимически. Оказалось, что фибробласты больных с синдромом Санфилиппо образуют по меньшей мере две группы, А и В, в которых дефектными являются различные факторы, поэтому клетки ~руин А н 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 корректирующие факторы представляют собой специфические белки.

Более подробный анализ показал, что это лизосомные ферменты, участвующие в расщеплении сульфатированных гликозаминогликанов. Важную роль в выяснении механизмов подоб- ных 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, специфически расщепляющие различные типы связей в молекулах гликозамнногликанов.

Предсказания на основе этой гипотезы подтверждались экспериментально. Например, при инкубации корректирующего фактора Санфилнппо А (25290) гп уйго с гепарансульфатом, выделенным нз фнбробластов больного с синдромом Санфилиппо и меченным ззэО4, наблюдалось освобождение неорганического сульфата. Дальнейшие исследования показали, что фактор действует на 1ч1-сульфатную связь гепарансульфата [11751. При инкубации ш тйго с гепарансульфатом или дерматансульфатом, полученными из фибробластов больного с синдромом Хантера и меченными ззЯО4, 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 случайное распределение сульфатированных остатков идуроновой кислоты, было выдвинуто предположение, что корректирующий фактор Хантера может быть сульфатазой. Это предположение подтвердилось в опытах с искусственным субстратом.