Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 106
Текст из файла (страница 106)
КЛАССИФИКАЦИЯ ГЛИКОПРОТЕИНОВ Основываясь на природе связей между полипептидными и олигосахаридными цепями, гликопротеины можно разделить на 4 класса: 1) содержащие связь Бег (или ТЬг) — Оа1ХАс (рис. 54.1); 2) гликопротеины, содержащие связь Бег-Ху!; 3) коллагены, содержащие связь гндрокснлизин (Ну1) ба1; 4) глнкопротеины, содержащие связь Авп — О1сХАс (рис. 54.1). Глнкопротеины классов 1, 2 и 3 соединяются с соответствующими аминокислотами О-гликозидиой связью (т.е. связью, образуемой ОН боковой цепи аминокислоты и остатком сахара). Класс 4 характеризуется Х-гликозидиой связью (т.е. связью, образуемой Х-амидной группой аспарагина и остатком сахара).
Поскольку глнкопротеины классов 2 и 3 встречаются относительно редко, термин О- связанные гликопротеины часто используют (как это имеет место и здесь) только в отношении представителей класса 1. Гликопротеины класса 4 получили название «Х-связанные гликопротенны». Имеются и другие классы гликопротеннов, присутствующие в малых количествах. Число олигосахаридных цепей, присоединенных к одному белку, может колебаться от 1 до 30 и более, а длина сахарных цепей варьирует от 2 или 3 остатков до значительно больших структур. Некоторые гликопротеины содержат как Х-, так и О-глнкозидные связи. сн он ! ОН С О ! н~~ ! н Н Н вЂ” Н ~е сн, Снеон н! с о 1 Сна Рис. 54.1.
Связь Х-ацетилгалактозамина с серином и Х- ацетилглюкозамина с аспарагином. Оч'.вязанные гликопратеииы Большинство О-гликозидных связей образуется за счет свободных ОН-групп остатков Бег и ТЪх полипептида в трипептидной последовательности Азп — У вЂ” Бег(ТЬг), где У вЂ” любая аминокислота„ кроме аспартата. Эта специфическая трипептидная последовательность широко распространена в белках, но не каждая такая последовательность находится в гликозилированном состоянии, Гликозилирование остатков Бег или ТЬг зависит от конформации белка, окружающего трипептид при его проникновении через эндоплазматическнй ретикулум.
А. Распространение и структура олигосахаридиых цепей О-связанных гликопротеянов. Многие гликопротеины этого класса присутствуют в муцянах. Однако О-гликозидные связи обнаруживаются также в некоторых мембранных и циркулирующих в крови гликопротеинах. Как отмечалось выше, сахаром, прямо присоединяющимся к остатку Бег или ТЬг, является Оа1Хас (рис. 54Л). Остаток Оа! или ХепАс обычно присоединяется к (3а1ХАс. Структура двух типичных олнгосахаридных цепей гликопротеинов этого класса представлена на рис. 54.2.
Встречаются также многие варианты таких структур. Б. Биосинтез О-связанных гликоиротеииов. Полипептидные цепи этих и других гликопротеинов кодируются соответствующими мРНК; поскольку большинство гликопротеннов связано с мембранами нли секретируются, они обычно транслируются на мембраносвязанных полирибосомах (см. гл. 40). Олнгосахаридные цепи глнкопротеинов О-гликозидного типа конструируются путем ступенчатого добавления ков, локализованы в эндоплазматическом ретикулуме, и присоединение первых сахаров происходит во время трансляции (т.е.
имеет место котрансляционная модификация белка). Ферменты, осуществляющие присоединение терминальных сахаров (таких, как ХеиАс), локализованы в комплексе Гольджи, йеиАс т 6а1йАс Бог(Т)тг) И-связпнньве глпконротеины Оа) — '- Оа1йАс — Бег(Т)!г) 131.з )а2.З )«2,6 йенс йемАс Отличительной особенностью этих соединений, составляющих основной класс гликопротеинов, служит наличие связи Авп — О)с1ЧАс (рис. 54.1).
Представители этого класса в связи с легкостью их получения изучены довольно тщательно (например„ белки крови). Данный класс включает как мембраносвязанные, так и циркулирующие в крови гликопротеины. Основное отличие между ними н ранее описанным классом помимо природы аминокислоты, к которой присоединена олигосахаридная цепь (в основном Авп вместо Бег), заключается в особенностях их би оси нтеза.
А. Группы Х-связанных гликопротеппов и пх структура. Существуют трн главные группы 1Ч- связанных гликопротеи нов: сложные, гибридные и богатые маниозой (рис. 54.3). Они содержат общий пентасахарид ()Мап1, 1О1с)ЧАс)),„показанный внутри очерченной области на рис. 54.3 и на рис. 54.4, но различаются по структуре наружных цепей.
Присутствие общего пентасахарида объясняется тем, что начальный биосинтез всех трех групп протекает одинаково. Гликопротеины сложного типа обычно содержат концевые остатки ХецАс и предшествующие им остатки Оа! и О1сХАс; последние часто состав- Рис. 54.2. Структура двух О-связанных олнтосахаридов, обнаруживаемых в составе (А) муцинов слюны подчелюстной железы и (Б) фетуина, а также сиалогликопротеина зритроцитарных мембран человека. (Моййед апд гергог)псед, нчт)! репо)ввюп, Гго!п Ьеппа!2 %.
Х ТЬе Вюс)!еппв!гу оГ О1усорго!е)пв апд Рготео81усапв. Р1епигп Ргсвв, 198О.) сахаров из нуклеотидсахаров, таких, как ШЗРСа1- ХАс, Ш)РОа1 и СМР-ХеиАс. Ферменты, катализирующие эту реакцию, представляют собой мембраносвязанные глпкопротепн-глппозплтрянсферазы. Синтез каждого такого фермента контролируется одним специфическим геном. В общем плане образование одного типа связей требует активности соответствующей трансферазы (гипотеза «одна связь— одна гликозилтрансферазав). Ферменты, катализирующие присоединение внутренних сахарных остатСиаловая кислота Сиаловая кислота «2,3нлн 6 а2,3нанб 6в1 Мап Мап Мап 1л~ 1.2) 1.21 6!ей де Мал Мап Мал Мап Мап !З!,2 $ а1.:Ь~,~ВГа1,6 а1.2$ а1,У~1~ ~р~~А6 Мап Мап Мап Мап а1,3 ~йь фГ~~ ' а1,3 ~» >!В~а1,6 ° в — ' — 6!сйАс ~!)1.4 ~ )31,4 6!сйАс 6!СйАс 161,4 ~61,4 6!сйАс 6!ейАс ))1,4 !З1,4 6!сйАс 6!сйАС 01,2$ $ !З1,2 Г Мап д141 а1,3 ъь,,а~ а1,6 я6!сйАс ~)З1,4 ! 6!сйАс ЬЕ! О~ЙАс Авп Авп Гибридные Богатые манновой Сложные Рис.
54.3. Структура основных видов аспарагин-связанных олигосахаридов. Область, заключенная в рамку, включает олигосахаридное ядро, общее для всех Х-связанных гликопротеинов. (Вергодисед, тт)й реггп)вв)оп, Ггопт КотпГеИ К., КогпГеЫ $. АвветпЫу оГ аврага8)пе-1)пкег) о)18овасс)!агЫев. Аппп. Вет. Вюс)!ет., 1985, $4, 631.) Гзикипрптеипы и протеиезикаиы 305 Эндогликозидаза Р 3 Мвл дб 54 114 Мал — 6! с !ЧАс-~("6!с й Ас"з- Азл Мал аЗ Эндогликозидаза Н Рис.
54.4. Схематическое изображение пентасахаридного ядра„общего для всех 1Ч-связанных гликопротеинов, к которому могут присоединяться различные наружные олигосахаридиые цепи. Указаны также места действия зндогликозидаз Р и Н. сн СНз ! ! Нз СН С Снз Нз СН С Снз Н ! НО-СН~-СН,-С-СН, ! сн Рис. 54.5.
Структура долихола. Фосфат в долихолфосфате присоединяется к первичной спиртовой группе в левом конце молекулы. Группа в скобках — изопреиовый компонент (и-! 7 — 20 изопреиоидных единиц). ляют дисахарид лактозамин. (Присутствие повторяюшихся лактозаминовых компонентов 1Оа1~3 1- 4О1с1ЧАс 13 1 — 31„характеризует четвертый класс глнкопротеинов — полилактозаминов, которые играют важную роль, поскольку определяют группы крови 1/1.) Большинство олигосахаридов сложного типа содержит 2 (рнс.
54.2), 3 или 4 внешние ветви, но описаны и структуры. содержащие 5 ветвей. Этн ветви часто называют антеннами, так что можно говорить о наличии ди-, три-, тетра- и пентаантенных структур. Количество цепей комплексного типа удивительно велико, и вариант, представленный на рис. 54.3, только один из многих. Другие сложные цепи могут оканчиваться Оа! или Гцс. Богатые маннозой олнтосахариды обычно содержат 2 — 6 дополнительных маннозных остатков, присоединеннъзх к пентасахаридному ядру. Ь.
Обзор дапиых о бносннтезе Х-связанных глнкопротеинов. Группой исследователей под руководством Лелуа описано соединение, представляюшее собой олигосахарнд-пирофосфорил-долихол( олигосахарид-Р— Р-0о1), которое, как показали дальнейшие исследования, играет ключевую роль в биосинтезе Х-связанных гликопротеинов. Олигосахаридная цепь этого соединения имеет общую структуру (О1с), (Мап), (О1сИАс),— К, где Гх = Р— Р-1:)о1.
Сахара сначала собираются на пирофосфорил-долихоловом остове, а затем олигосахаридная цепь переносится целиком к соответствуюшим Азп-остаткам акцепторных апоглнкопротеинов в ходе их синтеза на мембраносвязанных полирибосомах. При образовании олигосахаридной цепи сложного типа удаляются остатки Ис и 6 остатков Мап и возникает пентасаха- ридное ядро (Мап), (О!сХАс), (рис. 54.4.). Далее пад действием индивидуальных гликозилтрансфераз, ло- кализованных главным образом в комплексе Гольд- жи, происходит присоединение сахаров, характер- ных для сложных цепей (О1сХАс, Оа!, 1ЧецАс).
При образовании высокоманнозиых цепей удаляются то- лько остатки Р1с с некоторыми периферическими остатками Мап или без них. Феномен, при котором гликановые цепи )ч-связанных гликопротеинов сна- чала подвергаются частичной деградации, а затем строятся заново, носит название «процессинг олнго- сахаридов», Неожиданно оказалось, что начальные этапы биосинтеза Х-связанных и О-связанных гли- копротеинов существенно различаются между со- бой. В первом случае в процессе участвует олигоса- харид-пирофосфорил-долихол, а во втором это со- единение роли не играет. Процесс может быть разделен на 2 этапа: 1) сбор- ка и перенос олигосахарид-пирофосфорил-долихола и 2) процессинг олигосахаридной цепи. 1.
Сборка н перенос олнгосахарнд- пнрофосфорнл-долихола. Полнизопреноловые соеди- нения присутствуют и у бактерий„и в тканях эука- рнот. Они участвуют в биосннтезе стенок бактериа- льных клеток н в биосинтезе Х-связанных гликопро- теинов. Полиизопренолы зукариотических тканей представлены долнхолом, который, подобно каучу- ку, является самым длинным из природных углево- дородов, построенных из одинаковых повторяю- шихся компонентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
