Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 26
Текст из файла (страница 26)
сов !б. метлэолизм углеводОВ. !! только при обеспечении требуемым количеством энергии. Эта энергия становится доступной для синтеза путем утилизации нуклеозидфосфосахаров в качестве донорных субстратов в реакциях, катвлизирусмых гликозилтранс4еразой глнкознлт-днфоо)юнуклсознд + глнкозаа — а дсисгааат субстгат аацсст с ра аат субстрат — т глнкознл,-О-глнкоза, + нуклсозндднфосфат глакоксд Аномерный углерод гликозы в донорном субстрате всегда связатс с фосфатом так же, как в 1)(зРглюкозе (равд. !5.3.8). Некоторые типы гликозидных связей, найденные у млекопитаюзцих и представляющие собой результат действия гликозилтрансферазы, перечислены в табл.
15.6. Лишь немногие из этих дисахаридов найдены в природе; один из наиболее важных дисахаридов для млекопитающих †лакто молока, синтез которой при участии лактозосинтазы рассмотрен в гл. 8. Все другие гликозиды у высшкх организмов обычно содержат более двух моносахаридов и связаны с белком пли лппидом. Олигосахариды тканей млекопитающих обычно образуются путем соответствующея комбинации небольшого числа моносахарндов, а именно фукозы, галактозы, 1ч-ацетилглюкозамина, Х-ацетилгалактозамина, маннозы и сиаловой кислоты ()т)-ацетил илн Х-гликолил). Глюкоза редко встречается в составе олигосахаридов гликопротсндов, н, за исключением коллагена (гл. 38), она находится преимущественно в гомоолигосахаридах, таких, как гликоген, крахмал и целлюлоза. Некоторые специализированные олнгосахарнды соединительной ткани содержат кснлозу, глюкуроновую кислоту, идуроновую кислоту и сульфаты Х-ацетилглюкозамина нли К-ацетилгалактозамина (гл.
38). Природа нуклеозида. в донорном субстрате какой-либо глнкозилтрансфсразы меняется в зависимости от присутствующего моносахарида; так используются 1)ГзРпроизводные галактозы, 1т'-ацетилглюкозамина, Х-ацетилгалактозамина я глюкуроновой кислоты, в то время как для действия фукозил- и маннозилтрансфераз требуется участие тзГ!Рпроизводных фукозы и маннозы. Точное строение образуемого какой-либо гликозилтрансферазой глнкозида определяется ее строгой субстратной специфичностью. Так, каждая из 40 гликозидных связей в перечисленных в табл. 15.5 олнгосахаридах млекопитающих образуется под действием специфической трансферазы.
Известно по крайней мере шесть фукозилтрансфераз, восемь галактозилтрансфераз и т. д.. и похоже на то, что в дальнейшем будут выявлены н другие ферменты по мере расширения наших сведений о сложной структуре связанных с белками олигосахаридов. Значнтелньая варнабель- ИЦ МЕТАБОЛИЗМ Таблица !5.6 Главные типы глнкозндных санэей, найденные в олнгосахаргщах млекопитающих Глкновелеве евевьв Истоеккк (только лек ерилег! Групповые вещества крови Глобулины миеломы Белки плазмы крови Глобулнны миеломы То же Овальбув1ин Белки плазмы крова Иммуноглобулины Белки плазмы крови Муции ы Ганглиознды МАс — Х-ецетлл. Гцс(а1 — «4) б1сгедс Гас(а! — е 3) Ис)е)Ас Гцс(а! — е.
2) ба! Гос(а! — 1- 3) б!с Гцс(а1 — 1-4)Мап Гцс(6! — «4) Ис)т(Ас ба) ()) 1 — «4) б)сХАс бд((()1 — «3)ИСЫЛс ба! ())1 — «6) б!с)е(Ас ба! (()! — «3) ба! )4Ас ба!!6! — е. 4)ба!ЫАс ба1(61 — 6)ба!МЛс ба)(а! — 4) ба! ба1(а( — «3) ба( ба1)4Ас(а! — «3) ба1)4Ас ба1!ьАс(а! — «3)ба! ба!МАс ((! ! — «3) ба! ба!)4Ас(6! — э. 4) ба! ба!ХАсф! — 4)ба1)с(Ас б!с(а1 — «2)С|а! .Ст!с)с)Ас(()1 — «3)ба1 б1св(Ас(()1 — «4) ба! б1с)е)Лс(()! — ь 2)Мап б(с)в)лс ()) ! — 3) М б!с)с(Ас ()) 1 — е- 4) Мал б(с)(Лс(61 — «4) б! с)е)Ас б!сь(Ас())1 — е.
6) ба! Мап(а! — 6)Мап Мал(а1 — «4) Мап Мап!а! — 3)Мап Мап (а( 2) Мап Мал (а! — 4) Исге Лс Мап(а! — 3) Ись(Ас Л!ап(()1 — ~. 3) б!су(Ас г(ецдс(а2 — 3) ба1 Хецдс(а2 — «4) ба! ТйепАс(а2 — 6) ба! Тчецдс (а2 — 6) ба! г!Лс ЖецАс(а2 — «8)г!ецйс Учспдс !))2 — «8) о!ецЛс 1пб глобулин м исламы То же Групповые вещества крови (гл.
32) Олигосахариды молока (человека) Глобулины миеломы (гл. ЗО) То же Многие белки плазмы крови (гл. 29) То же л Муции (гл. 34) Ганглноэцды (гл. 18) Глобулины мнеломы Цсрамиды (гл. 18) Церамиды Групповые вещества крови То же Цитолипины Ганглиовиды Глобулнны масловы Козэаген (гл. 38) Групповые вещества крови Ганглиозиды Глнкопротеиды плазмы крови (гл. 29) То же !а жетлволизм Углеводов. !! ность гликозидных связей объясняется специфическим образованием как а-, так и Д-связей с каждой пз многочисленных гидроксилных групп, доступных для взаимодействия на акцепторных гликозосубстратах.
Все гликозидныс связи, перечисленные в табл. 15.5, расщепляются глиьозидазами,многие из которых найдены в лизосомах млекопитающих (разд. 1!.3.3). Некоторые гликозндазы выделяются бактериями и, вероятно, предназначены для того, чтобы расщеплять сложные олигосахариды, используемые в качестве источника питания. Независимо от источника каждая гликозидаза обладает строгой субстратной специфичностью, гидролизуя лишь одну пли ограниченное число гликозидных связей.
Это свойство делает гликозидазы особенно полезным инструментом в структурном анализе олигосахаридов. 15.5.2. Биологическая роль олигосахаридов Биологическая роль некоторых олигосахаридов, в том числе гомополисахаридов глюкозы, совершенно ясна; гликоген и крахмал выступают в качестве энергетического резерва, целлюлоза— в качестве основного структурного вещества растений.
Кроме того, некоторые олигосахариды формируют главный структурныйкомпонент бактериальной клеточной стенки (равд. 15.9), а олигосахариды белков плазмы крови важны для процесса обновления плазматических белков (гл. 29). Наряду с этим множественность моносахаридов и разнообразие связей между ними в олигосахаридах позволяют предположить, что эти макромолекулы потенциально несут обширную информацию. Экспериментальные доказательства в пользу биологической утилизации этой информации только что начинают собираться. Оказалось, что олигосахариды поверхности клетки, ковалентно связанные с белками или липидами, могут способствовать реализации разнообразных проявлений жизнедеятельности клетки.
Если клетки в культуре тканей обрабатывают специфической гликозидазой, удаляющей один моносахарид, то могут меняться такие свойства, как межклеточная адгезпя и клеточное слияние. У лимфоцитов, обработанных растительными лекгиналш — белками, которые связываются со специфическим моносахаридом на нсредуцирующем конце олигосахарида, — в местах высокой концентрации лектиновых рецепторов происходит образование дискретных зон; кроме того, на полюсах клетки формируютси своеобразные структуры, напоминающие «и!апочкнь (кэппингэффект, гл.
30). Указанные процессы стимулируют огромное число молекулярных реакций, веду!цих к клеточному делению или клеточной трансформации. Правда, в настоящее время найдено лишь небольшое число лектинов млекопитающих„биологические свойства которых идентичны их растительным аналогам. Некоторые и!. мвтхаолизм лектины млекопитающих обнаружены в повышенных количествах в тканях зародыша и тканях плода, что указывает на возможность их участия в процессе узнавания клетки клеткой н в формировании органов в процессе развития. $5.8.3. Синтез гетероолигосахаридов в гликопротеидах и гликолипндах Для понимания процесса бносинтеза гетероолигосахарида следует прежде всего выяснить его структуру.
Поскольку методы для анализа последовательности в олигосахаридах еще не разработаны столь хорошо, как соответствующие методы для изучения белков и полинуклеотидов, удалось установить полную структуру относительно малого числа олигосахаридов и подробные картины их бносинтеза только еще начинают проясняться. В гликопротеидах обнаружены два главных типа олигосахаридных цепей; одни образуют О-гликозидную связь с гндроксидной группой либо серина, либо треонина, а другие — Х-гликозидную связь с (1-амидным азотом аспарагина. Типичные олнгосахаридные цепн для обеих ~руин приведены в табл. 15.7.
Каждая цепь синтезируется путем реакций, идущих с участием гликозилтрансфераз, но несколько различными путями. Биосинтез пентасахаридной простетической группы муцина (гл. 34) подчелюстной слюнной железы свиньи приведен в качестве примера синтеза полисахарида, присоединенного к белку О-гликозидной связью (рис. 15.13). Вначале происходит встраивание Х-ацетилгалактозамина в О-гликозидную связь с треонином нли сернном при помощи трансферазы, использую!цей ()Г1Р-1)-ацетнлгалактозамин в качестве донорного субстрата.
Синтез пентасахарпда завершается в результате последовательного действия галактозилтрансферазы, сиалилтрансферазы, фукозилтрансферазы и, наконец, еще одной )ч-ацетнлгалактозамииилтрансферазы, Остается неясным, встраивается ли сначала сиаловая кислота или фукоза и не происходит лп в действительности в какой-либо популяции растущего полнсахарида изначального встраивания и того н другого компонента. Однако завершающая процесс НЭР-И- .ацетилгалактозаминилтрансфераза (стадия 5) не может действовать, если нс образована фукозил-п-1,2-галактозильная связь.
Каждая из пяти гликозилтраисфераз связана с мембранами аппарата Гольджи слюнных желез, и совместно они завершают синтез муцииа после того, как было синтезировано белковос ядро на шероховатой зндоплазматической сети, но до момента начала секреции муцина. В отличие от синтеза белков и полинуклеотидов синтез олигомахаридов часто остается незавершенным.
Это находит свое отражение в том. что муции свинья может иметь неполные углевод- 665 а а 5 а — а— о ~(о,) ~ Я а т ю~ ~+ )ч т л а ( а а а а $ а Ю О а с а а к а а ь а » с а аа' а а аа аа а, О а * а а. В Я а. ДОЫ~О О йс о с а „„с ос ы с оса с и С ~ой с Д С О О. с .Б. с ~О о О »ь С О Ф с Ы ОС с 2 с й »а О» ,а С с со- о В ~666 и а с ь о с о с с с а о, 3» д И ы а1 а и а с о с о и з о о В о о о $ С~ с 1 < й т АЗ т Р й Й 7~ У н %2 ИЕ МЕТАБОЛИЗМ УЕЛ БВОДОБ.
П ы( ~(-.). Й Я 1 ( < ~Э Ф Р И 2 т < Р. 1 Я ~3 Ц Д Д < $ о о к к а а 4 а УТ Е а И ь .Е Я а 6 а а а а а а 'а ь > з а а Б к а А" а а а "- а а а 'а ь а а а » а а" » а Й з 6 а пи метлволизм ные простетические группы, с различными количествами моно-, ди-, трн- и тетрасахаридов, которые являются промежуточными продуктами в синтезе муцина (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
