Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Глава 54 ЗО8 Эндоллаэматичасиий Оатикулум Аппарат Гольджи ~ход Рис. 54.8. Схема проиессннга олигосахарндоа. Реакция каталнзнруется следующими ферментами: !— олнгосахарндтрансферазой; 2 — и-глюкоз идазой 1; 3 — а-глюкозидазой П; 4 — ферментами зндоплаз мати ческого ретнкулума --а1,2-маннозидазой, 1Ч-ацетилглюкозаминилфосфотрансферазой, И-ацетилглюкозамин-1-фосфоднзфнр-а-Х-ацетилглюкозамннндазой; 5 — а-маннозндазой 1 комплекса Гольджи; б — И-ацетнлглюкозаминилтрансферазой 1; 7 -- а-маннозидазой 11 комплекса Гольджи; 8- — 1Ч-ацетилглюкозаьзннилтрансферазой 11; 9 — фукозилтрансферазой; 1Π— галактозилтрансферазой; 11 — сиалнлтрансфсразой. ° - — Х-ацетнлглюкозамнн; Π— — манноза; 4 — глюкоза; 6 — фукоза; ° —.
галактоза: ф — сналоаая кислота. ГКергоднсед. ий регпйза1оп, Гготп КогпГе!д К., КогпГеЫ Б. Аззептйу оГ азрага81пе-11пкед о!18озасспапдеа. Аппп. Кеу. В1оспепт., 1985, 54, 631.1 чески их может быть еще больше. Существует также множество других видов гликозилтрансфераз 1например, сиалилтрансферазы). К регуляторным факторам первой стадии 1т.е. сборки н переноса олигосахаридов) биосннтеза Х-связанных гликопротеинов относят 1) наличие соответствующих акцепторных центров в белках; 2) уровень? )о1-Р в гкани; 3) активность олигосахаридтрансферазы. В регуляции процсссинга участвуют многие факторы: 1) различные гидролазы и трансфсразы играют важную роль в определении типа образующихся Гликопротеияы и протеогникаиы олигосахаридных цепей (например„сложных или высокоманнозных).
Очевидно, что в отсутствие какой- нибудь трансферазы в ткани не может сннтезироваться соответствующая сахарная связь; 2) некоторые ферменты могут проявлять свою активность только после предварительного действия другого фермента. Например, для функционирования а-маннозидазы Н комплекса Гольджи необходимо предварительное действие ИсХАс-трансферазы 1 (рис. 54.8); 3) активность различных трансфераз может периодически увеличиваться и уменьшаться в ходе развития, что отчасти объясняет, каким образом на разных стадиях жизненного цикла организма могут образовываться различные олигосахариды; 4) определенную регуляторную роль играет разная внутриклеточная локализация отдельных гликозилтрасфераз. Например, если белок предназначен для включения в мембраны эндоплазматического ретикулума !например, гидроксиметилглутарил (ГМГ)-СоА-редуктаза] он никогда не поступит в цистерны комплекса Гольджи и не будет взаимодействовать с локализованными там ферментами процессинга.
В связи с этим не удивительно, что ГМГ-СоА-редуктаза принадлежит к высокоманнозным гликопротеинам; 5) еще один важный фактор — это конформация белка. Блнзкородственные гликопротеины вирусов, растущих в одних и тех же клетках, обладают различными типами олигосахаридных цепей. Наилучшее объяснение этого факта состоит, по-видимому, в том, что такие белки должны иметь различную конформацию, определяющую степень процессинга; 6) существуют значительные различия в наборе ферментов процессинга в клетках разных видов. Олигосахариды вируса з(пс1Ь1з варьируют (от богатых маннозой до сложных) в зависимости от типа клетки хозяина, в которой растет этот вирус; 7) в настоящее время большое внимание привлекают исследования активности ферментов процес- синга гликопротеинов в различных типах раковых клеток. Показано, например, что данные клетки синтезируют олнгосахаридные цепи, отличающиеся от таковых в здоровых клетках (обладающие высокой разветвленностью).
Особый интерес представляет корреляция активности отдельных ферментов процес- синга с метастатическими свойствами некоторых типов опухолевых клеток (см. гл 57). Ингибиторы процессов, участвующих в гликозилировавии Известен ряд соединений, интибирующих различные реакции процессинга гликопротеинов. Наиболее известные среди них — туникамицин, дезоксиноджиримицин и свайнсонин. Ингибируемые ими реакции указаны в табл. 54.6. Перечисленные агенты могут Таблица 54.6.
Три ингибиторв ферментов, участвуюших в гликозилироввнии гликопротеинов, и место их действия Место действия Интибитор Ингибирует квтвлизирусмое ферментом присоединение О!с!ЧАс к долихолу-Р, первый этап в биосинтезс олигосвхарид-Р--Р-долнхолв Ингибитор глюкозидаз ! и П Ингибитор маннозидазы И Туникамицин Дезоксиноджиримицин Свайнсоннн быть использованы в эксперименте для подавления различных стадий биосинтеза гликопротеинов и изучения влияния на него специфических сдвигов, вызываемых этими соединениями. Например, если клетки растут в присутствии туникамицина, глнкозилирования их И-связанных гликопротеинов не происходит. В некоторых случаях отмечается увеличение чувствительности таких белков к протеолизу.
Ингибирование гликозилирования, по-видимому, не оказывает существенного влияния на секрецию гликопротеинов, которая остается нормальной. БКЛЕТОЧНАЯ БОЛЕЗНЬ Как отмечалось выше, одна из функций Мап- 6-Р— распознавать и направлять ферменты лизосом к этим органеллам. Этот факт был установлен при изучении культивируемых фибробластов, полученных от пациентов с 1-клеточной болезнью (клетки с включениями — 1пс1пяоп сей). 1-Клеточная болезнь — это редкое нарушение, при котором в культивируемых клетках отсутствуют почти все обычные для них лизосомные ферменты и вследствие этого накапливается множество различных видов недеградированных молекул. В то же время в пробах сыворотки больных 1-клеточной болезнью можно обнаружить высокую активность лизосомных ферментов, откуда следует, что их синтез при данном заболевании происходит, но они не достигают предназначенных для них внутриклеточных органелл. Культивируемые клетки больных способны поглощать добавляемые в культуру лизосомные ферменты, следовательно, в таких клетках присутствует нормальный рецептор для них.
Установлено, что у больных 1- клеточной болезнью лизосомные ферменты не распознаются, между тем у здоровых лиц функцию распознавания выполняет Мап-6-Р. Для культивируемых клеток больных характерна недостаточная активность О!сХАс -фосфотрансферазы, что объясняет отсутствие в лизосомных ферментах соответствующих клеток маркера Мап-6-Р. Таким образом, биохимические исследования данного заболевания не только позволили объяснить его природу, но также Глава 54 ЛОКУС АВО Н-ЛОКУС Генотипы Генетический покус Аллелн Любой Любой НН нлн НЬ Бейс нлн Зезе НН нлн НЬ зеве ЬЬ Любой О О А н (нлн)В А н (нлн) В ОО А н (нлн) В А н (нлн) В А н (нлн) В Н,Ь Бе,зе А,В,О ).е,1е Н Секреторный АВО Льюиса Ан(илн) В О О О значительно обогатили наши знания о том, каким образом вновь синтезированные белки достигают специфических органелл, в данном случае лизосом. АНТИГЕНЫ ГРУПП КРОВИ Антигены группы крови — это олнгосахариды, представляющие особый интерес для медицины.
Их структуру и синтез следует рассмотреть подробно. В 1900 г. Ландштейнер описал группы крови АВО. На сегодняшний день известно более 20 систем групп крови, экспрессирующих более 1б0 различных анти- генов. В наибольшей степени изучены группы крови АВН(О) и система Льюиса (Х.е). Эти антигены связаны в эритроцитах со специфическими мембранными белками О-гликозидными связями; самым проксимальным сахарным остатком является при этом Оа))ч(Ас. Специфические олигосахариды, образующие данные антигены, присутствуют в 3-х формах: 1) в виде гликосфинголнпндов и гликопротеинов на поверхности эритроцитов и других клеток; 2) в виде олигосахаридов в молоке и моче и 3) в виде олитосахарндов, связанных с муцннами, секретнруемыми в желудочно-кишечном, мочеполовом и дыхательном трактах. Существуют 4 независимые системы генов, связанные с экспрессией этих олнгосахарндных анти- генов (табл.
54.7)„здесь будут рассмотрены только 3 нз них. Н-локус кодирует в гематопоэтических тканях фукозилтрансферазу, прнсоединяющую остаток фукозы через а-1, 2-связь к остапу ба1, который в свою очередь присоединяется к олигосахариду при помощи р 1,4-или (3 1,3-связи. Фукозилтрансфераза катализирует реакцию 60Р (3-Гас + ба1 13-К вЂ” Рис-а1,2-ба1-)3 — К + АР.
Таблвца 54.7. Четыре независимые системы генов, обусловлнваюп(не экспрессию антнтенов групп крови АВН(О) н Льюиса (1-с) Продукт этой реакции — Рпс-а1,2-И-13 — К вЂ” служит предшественником как А-, так и В-олигосахарндных антнгенов эритроцитов. Аллель Ь Н- локуса кодирует неактивную фукозилтрансферазу; следовательно, у лиц с генотипом ЬЬ этот необходимый предшественник не образуетея и они имеют группу крови О, хотя гены активных А- или В-гликозилтрансфераз у таких индивидов могут присутствовать. СЕКРЕТОРНЫЙ ЛОКУС Секреториый локуе (Яе) кодирует специфическую Рцс-трансферазу в секреторных органах, таких, как экзокринные железы, но не в эритроцнтах.
В соответствии с этим, например, у лиц с генотипом Бей или баеве в слюнных экзокринных железах будет сннтезироваться предшественник А- и В-антигенов и при наличии специфических А- или В-трансфераз у них будут секретнроваться антигены А или В (или те и другие) (табл. 54.8). У лиц с генотипом йеае секреция А- нлн В-антигенов не будет иметь места, но прн наличии Н-аллеля и аллелей А или В их эритроциты смогут экспрессировать А, В или оба антитена. Локус АВО кодирует 2 специфические трансферазы, функция которых состоит в переносе определенных компонентов Оа1 к олигосахаридному предшественнику Рис-а1,2-ба1-)3 — К, образующемуся при действии фукозилтрансферазы, кодируемой аллелями Н нли Бе.
А-специфнческая трансфераза осуществляет реакцию Ш)Р-а-ба1ХАс + Рис-а1,2-ба1-(3 — К— Оа1ХАс-а1,3-(Рис-а1,2)Оа1-(3 — К + 1Л)Р. В-специфическая трансфераза катализнрует реакцию Ш)Р-а-ба1 + Гпс-а1,2-6а!-13 — К вЂ”вЂ” Оа!-а1,3-(Рис-а1,2) (За1-)3 — К + 1Л)Р. Таблица 54.8.
Экспрессия антнтенов А,В Локус АВО Локус Н Сскретор- Эрнтроимты Секреты ный покус Глил опротеины и протеогпикаиы В соответствии с этим у лиц, имеющих в генотипе А-аллель, компонент Оа1ХАс будет присоединяться к предшественнику, генерируемому 1,2- Епс-трансферазой, а у индивидов, несущих В-аллель, на тот же самый предшественник будет переноситься компонент Оа1. Лица, в генотипе которых присутствуют оба аллеля, способны синтезировать оба олигосахарида: один с Оа11ЧАс, а другой — с Оа1- остатками на невосстанавливающем конце.
У лиц, лишенных и А-, и В-аллелей (гомозиготы ОО), не будет происходить присоединения к предшественнику ни Оа11л(Ас, ни Оа1. Анти-А-антисыворотка, впервые описанная Ландштейнером, распознает специфический олигосахарид, содержащий Оа1ХАс на невосстанавливающем конце. Анти-В-антисыворотка распознает близкородственный олигосахарид, содержащий на невосстанавливающем конце остаток Оа1. При отсутствии на невосстанавливающем конце олигосахарида обоих остатков (и ОаИЧАс, и Оа1) он не будет идентифицирован ни одной из указанных антисывороток, и антиген группы крови классифицируют как тип О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
