Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Так, установлено существование нескольких областей белка, обогащенных остатками лизина и аланина. Часто всзречаются такие последовательности: -Еув-А)а-А)а-).ухи -1.уз-А)а-А)а-А!а-1.уз- Именно в этих участках образуются поперечные связи. Обнаруженные в коллагене альдольные поперечные связи (рис. 9.18) имеются и в эластине. В обоих белках встре- Рис.
9.20. 9.15. Эластин — каучукоиодобный белок эластических волокон Эластин обнаруживается в большинстве типов соединительной ткани наряду с коллагеном и полисахаридами. Эта основной компонент эластических волокон, обладающий способностью растягиваться в несколько раз в длину, а при снятии пигрузки бьютра «осстанивливать исходную форлзу и размер.
Эластин находится в большом количестве в стенках кровеносных сосудов, особенно в дуге аорты, расположенной около сердца, и в связках. Очень богаты эластином эластические шейные связки травоядных животных. В коже, сухожилиях и рыхлой соединительной ткани эластина относительно мало. Чаезь ! 192 Конфирмация и динамика Внутри- и межмолекулярные поперечные связи в коллагене. [Тапгег М.1., Яс)енсе, 180, 562 (1973).1 Рнс. 9.22.
ваемые гликозаминогликанами, построены из повторлюи<ихсл дисахаридных единии, содержащих производное аминосахари — глюкозамина или галактозамина. По крайней мере олин из сахаров в дисахариде имеет отричитсльоо зирллсеннуп< карбоксильную или сульфатную группу. Важнейшие гликозаминогликаны — зто гиалуронат, хондроигинсульфат, кератансульфат, гепарансульфат и гепарин (рис. 9.26).
Гепарансульфат подобен гепарину, за исключением того, что в нем меньше (ч- и О-сульфатных груни и больше Х-ацетильнь<х групп. Рнс. 9.21. При метаморфозе головастика из хвостового плавника быстро исчезает коллаген. (1 ар<еге С, М., Огояя Х. 1п: МесЬапюпя о1 Нагд Тжяпе 1уея(гнсг(оп, К.Г.
Бояппаея, ес(., р. 665, Спрут(яЫ !963.) <5 ббб чается еше олин тип структуры, созлаюшей поперечную сшивку, а именно лизинонорлейнин (рис. 9.23), в образовании кап араго участвуют остатки лизина. Только в зластине обнаружен десмоэин, образованный из боковых цепей четырех остатков лизина (рис. 9.24). Значение поперечных связей в эластине состоит, по-видимому, в том, что о«и обеспсчивиют способность <.<асти- новых волокон после растяжения восстанавливать исходную форму и размер. Участки эластина, расположенные между поперечными связями, богаты глицином, пролином и валином. Последовательности аминокислот в этих участках обладают в ряде случаев периодичностью (рис. 9.25). Конформация обладающих периодичностью областей, а также связь между периодичностью и эластическими свойствами еще не исслсдованы.
В то же время, учитывая роль эластина в артериальной динамикс, представляется важным знать молскулярные основы функции данного белка, Это помо<по бы понять сущность ряла сердечно-сосулистых заболеваний. 9.16. Протеоглнканы образуют основное вещество соелнннтельной ткани Соединительная ткань богата также протеогликанами, которые состоят из полисахаридных (около 95",„') и белковых (около 5"'б) елиниц. Эти полианионы, имеющие очень большие размеры, связывают воду и катионы, образуя основное вещество соелинительной ткани.
Протеогликаны определяют вязкоэластические свойства суставов и других анатомических структур, подвергающихся механической деформации. Полисахаридные пепи нротеогликанов, назы- Кусочки хвостового плавника головастика помещены на реконструированный коллагеновый гель (наверху). После 24 ч инкубации при 37<С вокруг каждо< о кусочка появляется прозрачная зона-результат ак<ивности коллагеназы (внизу).
(1.ар<еге С. М.„ Огояв 1. 1п: Мес)зап<яшя о( Нап! Т<яяпе Оеяггнспоп, й. Г. Яодппаея, ед., р. 68(, Соруг<яЫ !963,) 9. Белки соединительной ткани 193 ( О м — н Ъ ( з гз С вЂ” СН~ — (СН ) — С вЂ” Н Н С=О дльднпэднэв мяемэвндмеэ лмэннэ Оетнтен лммэна ( Н вЂ” М М вЂ” Н ) Н вЂ” С вЂ” (СН,),— СН,— СН,— М =С вЂ” СН,— (СН,),— С вЂ” Н Н О=С С=О ( в)мдм(энне ненвнэнмэ Н вЂ” М М вЂ” Н н н (СН7)з Сн~ М С Снт (Снг)з — С вЂ” Н О=С С=-О Пнэмлнедлнвнмн Н вЂ” М Н вЂ” С вЂ” (СН,),— СН,— СН,— МН,' О=С ( Рнс. 9.23. Образование поперечной сшнвки в вице лизнлнорлейцина в коллагене и эластнне. Н Н О ( )) — М вЂ” С вЂ” С— ) (сн ) ( Н вЂ” М М вЂ” Н вЂ” — — Сн,— Сн,— С вЂ” Н гФ О=С С=О Сн (С)" г)з ( — С вЂ” С вЂ” М— (( О Н Н Днемеэнн Десмознн (поперечная сшивка в зластнне) образуется из четы- рех боковых цепей остатков лиз ннов.
Часть 1 194 Ковформацня н динамика В протеогликанах хряща (рис. 9.27) кератансульфат и хондроитннсульфат присоединены ковалентными связями к полипептндной цепи, называемой в данном случае сердцевинным белком (или соте-белком). Примерна 140 образованных таким путем субьеднннц в свою очередь присоединены с интервалом 300 А нековалентными связями к длинной нити виалуроиовой кислогны. В формировании этого комплекса участвует небольшой связывающий белок. Масса полного комплекса составляет примерно 1О' кДа и длину в несколько микрон. Протеоглнканы других тканей могут иметь иную структуру.
Это наводит на мысль, что рас- -Ргокпу-ЧаЬОЬ-ЧаЬРгос)у-Чвыну.Чвь -Ргоб: у -ЧаЬО ц -ЧаЬРгоС Ч -Чагйег.Ча) -Ргоь;ч -ЧаЬО ° -ЧаЬРго- „г -Чаг -Чан Часть последовательности аминокислот растворимого предшественника зластина. Ясно вгщен повторяющийся характер последовательности. СН,ОВО,— Оз5 СНзОН Н О— СН, СНз Хендрннтнн Эсуньфнт Днрннтнннуньфнт СН ОН СОО СН,ОН 0— Кнрнтннеуньфнт Гнннурнннт СНзОЗОз СОО 0 Рвс. 9.26. Н Обоз Н Н Навоз ' гннарнн Структурные формулы повторяющихся днсахарндных единиц в ряде основных глнкозамнноглнканов. Отрицательно заряженные группы показаны красным. сматриваемый класс очень больших па раз- мерам бномолекул вьпюлняет несколько, пока еше неизвестных функций.
Заключенне Каллаген представляет собой группу родственных белков, обладаюшнх очень высокой прочностью, Коллаген являешься основной волокнистой структурой кожи, костей, сухожилий, хряшв, кровеносных сосудов и зубов. Известны четыре типа коллагена, разлнчаюзцнеся распределением в тканях. Основной структурной елнннцей коллагена является тропоколлаген, состояший из трех пеней, каждая нз которых включает !000 аминокнслотных остатков. Коллаген необычайно богат глнцином и пролином.
Кроме того, в коллагене содержатся гндрокснпролнн и гндрокснлизнн, редко встречающиеся в других белках. Последовательность аминокислот в коллагене характеризуется тай особенностью, что почти каждый третий остаток в ней-глнцнн. Тропоколлаген представляет собой тройной спирально скрученный тяждлиной 3000 А и диаметром 15 А. Спираль каждой из цепей тропоколлагена по структуре не похожа на и-спираль. Между з )Н-труппами глнцнна в одной цепи тропокаллагена н СО-группамн в двух других цепях образуются водородные связи. Кроме тога, стабильность коллвгеновой спирали зависит от замьзкшошего эффекта остатков пролнна и гидро«снпралнна, а также от водородных связей, образуемых гидроксильными группами гндрокснпролнна. Внутренняя часть тройной спирали занимает крайне ограниченное пространство, чта обусловливает включение глнцнна как наименьшей по размеру аминокислоты в каждое третье положение в последовательность амипокислотных остатков в тропеколлагене.
В биосннтезе коллагена важную роль играет протеолнтическая активация. Три цепи тропоколлагена типа 1 синтезируются в виде предшественников большего молекулярного веса — про-и1(!) и про-а2. В этих проколлагеновых цепях некоторые остатки пролива преврашаются в остатки гндроксипролнна под действием пролилгндроксилазы. Активность этого фермента проявляется при наличии Оз, Ге и а-аксаглу- 9.
Белки соеднвнтельной ткани 195 Гиалуроновая кислот Связывающие белок Кератансульфет Хондроитинсульфат Сердцевинныа белок Рис. 9.27. О,б ики А — электронная микрофотография протеогликанового агрегата из хряща эпифиза эмбриона коровы, Мономеры протеогликанов располагаются с регулярными интервалами по двум сторонам удлиненной центральной нити гиалуроната. (Печатается с любезно~о разрешения д-ра 3. Вцс)гура!гег и д-ра Ь. йозепЬегй.) Б — схематическое изображение.
(йозепЬегй Ь. 1п: 13упагп(сз о( Соппесйуе Тиуне Масгсяпо!есц1ез, М. Впг1е(8)т, К. Роо)е, ес(з., )ч(огГ)у-Но1!апг(, 1975, р. 105.) Заказ 665. стр. 33 — 38. Голдобина С. тарата: в качестве восстанавливающего агента необходима также аскорбиновая кислота. Синтезированный в отсутствие аскорбиновой кислоты коллаген непрочен, так как он недостаточно гидроксилирован; такая ситуация характерна для цинги.
Под действием другого фермента происходит гидроксилирование лизина. Далее к остаткам гидроксилизина цепей-предшественников присоединяются сахара. Процессы гидроксилирования и гликозилирования протекают в фибробластах, после этого проколлагены секретируются во внеклеточную Часп, 1 196 Коиформация и динамика среду. Здесь амино- и карбоксиконцевые области проколлагеновых цепей отщепляются проколлаген-пептидазами, образуя тропоколлаген, которгяй спонтанно ассоциируется в фибриллы. Основой структуры коллагеновых волокон являются параллельные ряды молекул тропоколлагена, расположенные так, что один ряд сдвинут по отношению к другому на 174 длины молекулы.
Последний этап созревания коллагенового волокна — формирование поперечных связей, придающих дополнительную прочность. Примером могут служить альдольные поперечные связи, возникаю- и!ие при конденсации альдегидов, образованных путем окисления боковых цепей ряда остатков лизина. Эластин — это нерастворимый, похожий на резину белок эластических волокон соединительной ткани. Он способен к обратимому растяжению в длину в несколько раз.
Такие виды соединительной ткани, как связки и дуга аорты, особенно богаты эластином. Как и в коллагене, в эластине содержится много пролина и глицина; в отличие от коллагена в эластине нет гидроксилизина и мало гидроксипролина. Аминокислотный состав эластина характеризуется выраженным преобладанием неполярных аминокислот. Последовательность аминокислот в эластине имеет определенную периодичность. Так, часто повторяется последовательность Рго-О!у-Ча1-О!у-Ча!. Эластин синтезируется в виде растворимого предшественника, который далее переходит в нера- створимую форму в результате образования различного рода поперечных сшивок.
Одна из таких сшивок прелставляет собой лесмозин-производное четырех остатков лизина. Как и в коллагене, формирование поперечных сшивок в зластине происходит с образованием дльдегидов в качестве промехгуточных соединений. Второй основной макромолекулярный компонент соединительной ткани -протеогликаны, состоит из полисахарилного и белкового компонентов. Полисахаридные цепи, называемые гликозаминогликанами, построены из повторяющихся дисахаридных единип, несущих большой отрицательный зарял.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
