Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Продукт альдимннной конденсации окснлизнна н оксналлизина представляет собой дегидрооксилизиноксинорлейцнн; он выделен в восстановленной форме нз обработанных боргидрндом ахилловых сухожилий быка: — ХН вЂ” НХ ) ! О=С вЂ” С вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН=-Х вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” С вЂ” С О Я 2 ) 3 3 3 Он ОН Были выделены попсречио связанные ковалентными связями димерные а-цепи; их называют р-цепями. Поперечные сшивкн могут быть разорваны тиосемикарбазндом или пеницплламином; при 1Ч.
ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА этом-происходит дезагрегация фнбрилл без разрушения тройного комплекса. Давно известно, что потребление в пишу душистого горопжа (А'.айугиэ одога1из) приводит к латиризмц, т. е. состоянию, при котором наблюдаются дефекты в развитии скелета; с мочой выделяются необычно большие количества пептидов, содержащих оксипролин. Активным началом гороха является 8-аминопропионитрил НАМ вЂ” СНт — СНз — СН, ингнбитор медьсодержашей аминоксидазы плазмы и лизилоксидазы костной и соединительной тканей. В присутствии этого ингнбитора не происходит окисления аминогрупп лизина в альдегидные группы; в результате поперечные сшивки между молекулами тропоколлагена не образуются.
Известно также, что у пациентов с редкой наследственной болезнью, называемой синдромом Элера — Данло, тип Р', наблюдается дефицит лнзилоксидазы, а колла~ены характеризуются необычно высокой растворимостью; в них снижено содержание альдегидов лизина и оксилнзина и соответственно число поперечных сшивок.
У больных с другой наследственной болезнью, си11з 1аха (вялая кожа), также снижено содержание лизилоксидазы; отличие симптомов этого заболевания от симптомов синдрома Элера — Данло, тип Ч, позволяет предполагать, что имеются тканеспецнфические лизилоксндазы. О регуляции биосинтеза коллагена известно мало; регулирующий механизм функционирует, по-видимому, на одной или нескольких стадиях биосинтетического пути. При редких наследственных заболеваниях человека, синдроме Элера — Данло, тип 1Ч и оэ1еойепез1з т~рег1ес1а, наблюдаются нарушения синтеза коллагенов типов П1 и 1 соответственно, характер биохимических дефектов прн этом неизвестен. 38.2. Эластин Эластин — второй главный белок соединительной ткани. В отличие от коллагена он не образует при кипячении желатину; как видно яз табл.
38.1, сто аминокислотный состав отличается от амннокислотного состава коллагена. В то время как коллаген является главяым белком белой соединительной ткани, эластин преобладает в желтой. Так, в ахплловом сухожилии человека коллагена содержится примерно в 20 раз больше, чем эластина; в желтой затылочной связке, наоборот, содержание эластина примерно в 5 раз больше, чем коллагена.
Как следует из названия, эластин преобладает в эластичных структурах, например таких, как стенки больших кровеносных сосудов. В образовании рубцов, с другой стороны, участвует коллаген. Эластнн можно выделить из суспензии соединительной ткани, подвергая ее мягкой шелочной обработке илн нагреванию; при 1479 зэ. соединительная тклнь — со— сй — ын си-- — со ак ьаегидз ОС е-пиа — ын со- сн 1 — хн (СН,1, хн— СН вЂ” 1СН,1, СН,),— Сй — со ~ сс- е Ое я ! 1сн,>, 1 сн — со ын— Эесиааии 1е паперечпая сзяаи) этом происходит растворение коллагенов и протеогликанов и оста. ется почти нерастворимый эластин. Получаемые нити эластина подобны резиновым и имеют выраженный желтый цвет.
Эластин можно солюбнлнзировать при длительном нагревании в 0,25 М щавелевой кислоте, однако получаемый препарат оказывается деградированным, Нативные волокна эластина построены нз относительно небольших, почти сферических молекул, соединенных в волокнистые тяжи с помощью жестких поперечных сшивок. Были идентифицированы две формы поперечных сшивок, обе с участием лизина. Из четырех лизиновых остатков образуются соединения. называемые десыозинож и лзодеслозиноль Пространственные ограничения заставляют предполагать„что эти соединения образуются остатками, принадлежащими по крайней мере двум независимым Рис. 36.4, Предполагаемая схеме образования десмозииз из четырех остатков лизния, три из которых предварительно окисляются до соотзетстяуюитих е-зльде~ндов.Изодесмозин образуется сходным путем, при атом боконые цепи нзходятся я положениях 1, 2, 3 и 5 кольца.
1480 ОГ. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА цепям, однако они могут быть образованы также остатками, находящимися в трех или четырех различных пептидных цепях. Согласно предложенной схеме образования этих соединений (рис. 38.4), три лизиновых остатка вначале окисляются до соответствующих н-альдегндов (аллизиновыс остатки), а затем конденсируются с четвертым остатком лизина; прн определенных комбинациях образуется либо десмозин, либо нзодесмозин. Об участии десмозина и изодесмозина н поперечных сшивках эластина свидетельствует ряд данных. Данные табл. 38.1 показывают, что в растворимом в соленых растворах предшественнике эластина (тропоэластине, М 74 ООО), выделенном из тканей свиней, находившихся в условиях недостатка меди, десмознн н изодесмозин отсутствуют, в то время как в эластине из аорты нормальных взросных свиней содержатся оба эти соединения.
В условиях, при которых значительно уменьшается активность аминоксидазы у растущих животных, например при недостатке пиридоксина илн меди, в ряде тканей (особенно в аорте) происходит образование дефектного эластина, что проявляется в значительном понижении у этих тканей предела прочности на разрыв; выделенный из этих тканей тропоэластин характеризуется высоким содержанием лизина и низким содержанием (либо отсутствием) десмознма и изодесмозина.
При латиризме (см. выше), вызываемом введением р-аминопропионнтрнла, не происходит образования ни десмозила, ни поперечных сшивок с участием альдегида лизина. Второй тип поперечных сшивок в эластине образуется с участием лизиинорлейцнна. В коллагене шиффовы основания, образованные в реакции аллизинового н лизвнового остатков, не восстановлены; в эластяне же эти основания находятся в восстановленной форме. В растворимом и зрелом эластине найдено лишь очень незначительное количество оксипролвна; оксилнзин же вообще отсутствует. — МВ НХ— — ОС вЂ” СН вЂ” (а 1,),— Сн,— ЫП вЂ” СН,— (СН,),— СН вЂ” Со— ОСТАТОК ЛНВНННОРЛОЙНННЯ Нити нативного эластнна, даже освобожденные от протеогликанов, не перевариваются грипсином илн химотрипсином, по медленно гидролизуются пепсином прп рН 2.
Поджелудочная железа секретнрует зимогсн прозластазу (разд. 8.7.2), которая активируется трипснном с образованием элостазы. Последний фермент, являкнцийся протепназой с широкой специфичностью, гидролизует пептидные связи, образованные карбокснльными группами остатков алифатнческпх аминокислот (разд. ОЛ.2.1); этот фермент гидролизует властии. Для процесса гидролиза эластина эластазой характерна выраженная лаг-фаза; в результате гидролиза нити исчезают и образуются аминокислоты, пептиды и смесь поперечно 1481 ЗЗ. СОЙДИНИТЕЛЪНАЯ ТКАНЬ сшитых пептидов, имеюгцих в растворе желтый цвет. Структура властазы, в том числе последовательность аминокислот в активном центре (равд.
9.3.1), гомологична структуре других панкреатических протеиназ. 38.3. Другие волокнистые белки Коллаген и коллагеноподобные белки широка распространены в животном мире; у растений и животных имеются и другие типы волокнистых белков, они часто оказываются локализованными вместе с нерастворимыми внешними и внутренними опорными структурами. В морских диатомеях имеется опорный белок.
участвующий вместе с соединениями кремния (5(Оз) в образовании скелетных структур; этот белок имеет необычный состав: он содержит помимо 3- и 4-оксипролина 3,4-диоксипролин, е-1ч-трнметилоксилнэин, в-М-триметпл-О-фосфаоксилнзин я некоторые другие аминокислоты неустановленной природы. Опорные белки некоторых кораллов, губок и медуз содержат З.бромтирозин, 3,5-дибрамтироэин, 3-иодтирозин и З,б-дииодтирозин. В белке первйчяой клеточной стенки высших растений, зкстелэпле, до 33% всех остатков приходится на долю оксипролина. Этот белок связан с гемнцеллюлозой, которая особенно богата галшпозой и арабииозой. При гидролизе этого белка неочищенным ферментным препаратом нз грибка Азрегя(ииз п(бег, содержащим целлюлоза и протенназы, образуются пептиды, в состав которых входят остатки оксипролина, связанные с арабинозой.
Возможно, экстенэин является тем веществоы, к которому цепи целлюлозы присоединяются с помощью поперечныя сшивок, образуемых гемицеллюлозой. Эластиноподобный белок ресилия находятся в наружном скелете насекомых, особенно в месте шарнирного присоединения крыльев у летающих насекомых. Этот скелет содержит 86% ресилина и 14% хитияа (равд. 2.2.5.3); у пустынной саранчи в состав такой скелетной структуры входит также волокнистый белок. Ресилин нерастворим как в обычных растворвтелях, тзк и в растворах мачевины нлн солей гуанидина даже при 140'С. В белке имеются ковалентные поперечные сшивки, образованные тнрозиновыми остатками за счет углерод-углеродных связей, находящихся в арго-положениях по отношению к фенольным группам, как это показано ниже на примере структуры днтирозина: К )чн ! 2 К = — СН,— СН вЂ” СООН ОН ОН В белке имеются также тритирозиновые структуры. Дитнрозиновяя структура напоминает тимнновые днмеры в ДНК.
образующиеся при облучении ее )шьтрафиолетовым светом (рачд. 25.3.3) . Ресилин, тзк же как эластин, обладает реаиноподобными свойствами, однако в его составе нет десмозина и нзодесмоэина. Ресилин обогащен глнцииом я аланииом, на долю которых приходится примерно половина остатков, содержит мало гпстиднна н лизина, совсем не содержит оксвпралина и серусодержащпх ампнокислот; в этом отношении расклин сходен с фнброином шелка. ГР.