Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 105
Текст из файла (страница 105)
ниже). Углеводный состав гликопротеннов определяли после кислотного гидролиза при помощи газожидкостиой хроматографии — масс-спектрометрии (ГЖХ вЂ” МС). Для изучения детальной структуры олигосахарндных цепей было опробовано множество различных методов. Наиболее эффективной оказалась комбинация ГЖХ вЂ” МС и ЯМР-спектрометрии с высоким разрешением.
Особенности связей между сахарами в глнкопротеинах (рассмотрение которых не входит в задачу данной главы) имеют фундаментальное значение для структуры и функций этих молекул. Гликоирот~ины и прони он чиканм САХАРА, ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В ГЛИКОПРОТЕИНАХ Хотя в природе обнаружено около 200 моносахаридов„в составе олигосахарндных цепей гликопротеинов присутствует менее 12 из них (табл. 54.3). Большинство этих сахаров рассматривалось в гл. !4.
На концах олигосахаридных цепей присутствует Х- ацетилнейраминовая кислота (ХеиАс), обычно присоединенная к претермннальным остаткам галактозы (Сга1) или Х-ацетилгалактозамина (Са1ХАс). Другие перечисленные в таблице сахара обычно занимают положения ближе к середине цепи. НУКЛЕОТИДСАХАРА Первым описанным нуклеотидсахаром была уридиндифосфатглюкоза ((11УРО!с). Распространенные Таблица 54.3. Основные сахара, присутствуюгцие в гликопротеинах человека. Структура боль- шинства перечисленных сахаров описана в гл. 14 Сахар тии Сокращ- ениее Примечание Часто занимает претермннальное положение перед ХеиАс в Х-связанных гликопротеинах.
Обнаруживается также в трнсахарндном ядре протеоглнканов Присутствует на этапе биосннтеза Х-связанных гликопротеинов, но не всегда обнаруживается в зрелых гликопротеинах Обычный сахар в Х-связанных гликопротеинах Часто служит терминальным сахаром в Х- и О-связанных гликопротеииах. Известны и другие сиаловые кислоты. но ХеиАс — главный внд этих соединений, обнаруживаемый у человека Галактоза Гексоза Оа1 Глюкоза Гексоза О1с Манн оза Х-ацетил- нейра- ми- Мап ХепАс но- Может занимать наружную позицию в Х- и О-связанных гликопротеинах или быть связанной с остатком О1с ХАс, который присоединен к Азп в Х-связанных гликопротеинах Присутствует и в Х-, и в О-связанных гликопротеинах Фукоза Х-ацетил- галак- тоза- Оа1ХАс мин Х-ацетилг- люко- за- Этот сахар присоединяется к полипептидной цепи Х-связанных гликопротеинов через остаток Аъп; он присутствует и в других частях олигосахаридных компонентов этих белков О!сХАс Амино- гексо- за мин Гексоза Сиаловая ки- слота (9 атомов С) Дезок- си- гексоза Амино- гек- соза нуклеотидсахара, участвующие в биосинтезе гликопротеинов, перечислены в табл.
54.3; причины, по которым одни из них содержат ЯЛУР, а другие— гуанозиндифосфат (СОР) или цитидинмонофосфат, неясны. Многие, но не все реакции гликозилирования при бносинтезе гликопротеино в протекают с использованием этих соединений (см. ниже). Связь между фосфатной группой и сахарами имеет ангидридную природу и принадлежит к разряду богатых энергией связей с высоким потенциалом переноса групп.
Сахара в подобных соединениях являются, таким образом, «активированнымин и при наличии необходимых трансфераз могут переноситься на соответствующие акцепторы. Нуклеотндсахара образуются в цитозоле обычно при участии соответствующих нуклеозидтрифосфатов. Образование урндиндифосфатгалактозы 302 Глава 54 ((Л)РОа1) требует следующих двух реакций: 1ЛЪРСлс-пирофосфорилаза 13ТР + Глюкозо-1-фосфат + Пирофосфат $313РО1с + $3ОРОс-зпимераза ШМ'Яс ИЭРав1. Поскольку многие реакции гликозилирования протекают в просвете элементов комплекса Гольджи, нуклеотидсахара транспортируются через мембраны Гольджи. Описаны системы, переносящие (ЛЭР- (ла1, клОР-Мав и СМР-ХецАс в цистерны комплекса Гольджи. Они являются системами антипорта; это означает, что приток одной молекулы нуклеотидсахара уравновешивается оттоком одной молекулы соответствующего нуклеотида (например, ЮМР, ОМР или СМР), образовавшегося из нуклеотидсахаров.
Такой механизм обеспечивает адекватную концентрацию каждого нуклеотидсахара внутри комплекса Гольджи. 1.1МР образуется из (ЛЗРОа! следующим образом: Галактозилтрансфераза 1ЛлРСв1 + Белок Белок--Оа1 + (ЛЗР Нуклеозил- дифосфатфосфатаза ШлР 13МР+ Р, ЭКЗОГЛИКОЗИДАЗЫ И ЭНДОГЛИКОЗИДАЗЫ Ряд гликозидаз определенной специфичности используется при изучении структуры и функции гликопротеинов (табл. 54.4). Эти ферменты действуют либо на наружные (экзогликозидазы), либо на внутренние (мщоглинозидазы) положения олигосахаридных цепей.
Примерами экзогликозидаз являются нейряминидазы н гялактозидазы; их последовательное применение приводит к удалению терминальных остатков ХецАс и претерминальных остатков Оа1 из большинства глнкопротеинов. Эндоглякозидазы Р и Н служат примерами второй группы гликозидаз; эти ферменты расщепляют олигосахаридные цепи в местах локализации специфических остатков О1сХАс, примыкающих к полипептидному скелету (т.е. во внутренних позициях), и могут использоваться поэтому для получения больших олигосахарндных цепей, что необходимо для структурного анализа. Обработка гликопротеина одной нли несколькими глнкозидазами дает возможность судить об эффекте удаления специфических сахаров на биологические свойства гликопротеинов.
Опыты Ашвелла, проведенные в начале 70-х гг., показали, что «обнажение» остатков Оа1 обработкой нейраминидазой приводит к быстрому исчезновению церулоплазмина из плазмы. Дальнейшие исследования показали„что клетки печени содержат ре- Таблица 54.4. Некоторые гликозидазы, используемые для изучения структуры и функций гликопротеинов. Ферменты могут быть получены нз различных источников и часто обладают специфичностью в отношении определенных видов гликозидных связей, в том числе аномерных.
Нв рис. 54.4 показаны места действия энлогликозидвз Р н Н. Форма Р действует и на высокоманнозные, и нв сложные олигосахвридные цепи, тогда как эндогликозидаза Н атакует только цепи 1-го типа Тнп Ферменты Экзогликозидаза Экзогликозидвзв Эндогликозидазв Эндогникозидазв Ней раминидазы Галактозидазы Эндогликозидвза Е Эцдогликозилаза Н цептор, распознающий галактозильный компонент многих десиалилированных (т.е. лишенных ХецАс) белков плазмы и способствующий их эндоцнтозу.
Эти данные свидетельствуют о том, что индивидуальный сахар может играть важную роль в регуляции по крайней мере одного из биологических свойств некоторых гликопротеинов- — времени их пребывания в крови. ЛЕКТИНЫ Лектины — это белки растительного происхождения, связывающие один или несколько специфических сахаров. Многие лектины очищены, и более 40 из них имеется в продаже (табл. 54.5). В области биохимических исследований лектины находят применение для многих целей, в том числе: 1) для очистки и анализа гликопротеинов.
Такие лектины, как конканавалин А (СовА), способны ковалентно присоединяться к инертному носителю, например к сефарозе. Образующаяся сефароза— СовА — может использоваться для очистки глнкопротеинов, содержащих олигосахаридные цепи, которые взаимодействуют с СопА; 2) в качестве средств для изучения поверхности клеток. Поскольку лектины распознают специфические сахара, они могут использоваться как зонды для Идентификации остатков сахаров, расположенных на мембранах клеточной поверхности.
Многочисленные исследования посвящены применению лектинов для сравнения поверхности нормальных и раковых клеток (см. гл. 57). Показано, что для агглютинации раковых клеток некоторые лектины требуются в меньших количествах, чем для агглютинации нормальных клеток. Это подтверждает существование различий в организации или структуре ряда гликопротеинов на поверхности раковых и нормальных клеток; 3) для полученым мутантных клеток, лишенных некоторых ферментов синтеза олигосахаридов. При Гликопротеипы и протеогпикоиы Таблица 54.5.
Три лектина и сахара, с которыми они взаимодействуют. В большинстве случаев лектины обладают специфичностью в отношении аномерной гликозидазной связи (а или !3); в таблице зто не указано Леатииы Сокращение Сахара Конканавалин А СопА Мап и Ис Лектин соевых бобов Оа! и Оа1ХАс Агглютинин зародышей %БА О1сХАс и ХеиАс пшеницы обработке культуры клеток млекопитающих соответствующими концентрациями некоторых лектинов (например, СопА) большинство клеток погибает, а среди выживших многие оказываются лишенными некоторых ферментов, участвующих в синтезе олигосахаридов. Устойчивость таких клеток обусловлена, по-виднмому, отсутствием одного или нескольких поверхностных гликопротеинов, способных взаимодействовать с данным лектином. Использование мутантных клеточных линий имеет важное значение для выяснения ряда аспектов биосинтеза глнкопротеинов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
