Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 118
Текст из файла (страница 118)
11-1). Антиповые филаменты ',7. н' .Ф '::вал ч. 9 Плазматичесиля мембрана Интегрин Протеогликан Фибронсктин Псрекрестно- сшитые волокна коллнгснн Рис. 7-28. Взаимодействие клетки с внеклеточным матриксом. Связь клеток с протеогликанами внеилеточного матрикса происходит с помощью мембранного белка интегрина и внеилеточного белка (например, фибронектина), который содержит центры связывания иаи для интегрина. так и для протеогликана.
Обратите внимание на тесный контакт нитей иоллагена с фибронектином и протеогликаном. плазматической мембраны, называемых интегринами, роль которых заключается в проведении сигнала от клетки к впеклеточпому матриксу (см. рис.12-28). Общая картина взаимодействий между клеткой и матриксом (рис. 7-28) характеризуется целым комплексом связей между клеточными и внеклеточными молекулами.
Эти взаимодействия важны пе только для удерживания клетки в матриксе, но и для обеспечения путей передвижения клеток в развивающихся тканях и переноса информации (посредством интегринов) в клетку и из нее через плазматическую мембрану. Гликопротеины содержат ковалентно связанные олигосахариды Гликопротеины — конъюгаты белков и углеводов, в которснх углеводные цепи короче и разнообразнее, чем цепи глнкозаминогликанов в составе протеогликанов.
Углевод присоединен через свой [36В[ Часгь1. 7. Углеводы и гликобиология носи с :=='О Ч вЂ” О Н12--О -ОНг-ОН . -1 он н н н мн "О-СН,„--СН й С=О Опс Са1ХАс Бег О-глнкозидная связь Г О сн,, О1сХАс Аап Х-глнксзндная связь Примеры." сг-и ) "1 ,ю „а-в4 н Ф.лзщ:-р: сг-й ВЭ::,мэч: '' вью 1; 1 Фягв Примеры: , с;. ср: ',. ° О!сндс 1 ° Маа , О Са1 ~ ф Хеаояс ~ (ПСа1НА ) ср:.гвэ Ф ,р .1в югвэл':М +,. щ ' "16 — Иэ.::,;,', чрсээ' ф; Рис.
7-29. Типы связывания олигосахаридов в гликопротеииах. а) Присоединение олигосахарида с помощью 0-гликозидиой связи происходит путем связывания с гидроксильиой группой бег или ТЬг (выделеиы розовым цветом); в данном случае иа восстанавливающем нонче олигосахаридиой цепи расположен ба1МАс. Показаны примеры одной простой и одной сложной олигосахаридиой цепи. б) В олигосахаридах, присоединенных через М-гликозидиую связь, связывание осуществляется с амидиым азотом остатка Аэп; здесь концевым остатком является б!сМАс. Приведены примеры трех распространенных типов олигосахаридиых цепей, присоедиилющихсл с помощью М-гликозидиой связи.
Полное описание структуры олиюсахарида требует определения положения и стереохимии (а/р) каждой гликоэидиой связи. аномерный атом углерода к ОН-гругше Бег или ТЬг (О-гликозидная связь) илн с амидным азотом остатка Азп (И-гликозидная связь) (рис. 7-29). Некоторые гликопротеины содержат лишь одну олигосахаридную цепь, но многие имеют несколько.
Углеводная часть может составлять от 1 до 70% массы гликопротеина. Муцины — зто секретируемые или мембранные гликопротеины, которые могут содержать большое количество олигосахаридных цепей, связанных О-гликозидными связями. Муцины присутствуют в большинстве секретов; именно они придают слизи характерную скользкость. Около половины всех белков млекопитающих гликозилированы, а около 1% генов млекопитающих кодируют ферменты, участвующие в синтезе н прикрезиении этих олигосахаридных цепей. Последовательности, присоединяемые О-гликозидпыми связями, обычно солержат много остатков Иу, Ча) и Рго.
Напротив, прикрепление Х-гликозндных свяасй зависит от наличия консенсусной последовательности Х вЂ” [Р) — [ЯТ] (способы изображения консенсусных последовательностей обсуждались в доп. 3-3). Как и в случае протеогликанов, занятыми оказываются не все возможные участки связывания. Один класс гликопротеннов, обнаруженных в цитоплазме и ядре, уникален в том смысле, что гли коз ил и рованы ые участки белка содержат тол ько единичные остатки Х-ацетилглюкозамина, связанные О-гликозидной связью с гидроксильной группой боковой цепи сорина. Эта модификация обратима и часто затрагивает те же остатки серина, что подвергаются фосфорилированию на некоторых этапах функционирования белка. Две названные модификации являются взаимоисключаюгцими, а данный тип гликозилирова- 7.3 Гликоконъххзты: протеошиканы, гликовротеины и гликолипиды [3691 няя, возможно, играет важную роль в регуляции активности белка.
Мы поговорим об этом в гл. 12 при обсуждении вопросов, связанных с фосфорилированисм белка. Как мы увидим в гл. 11, на внешней поверхности плазматической мембраны сосредоточено множество мембранных гликопротеинов, к которым ковалентной связью прикрсплены олнгосахариды разной степени сложности. Одним из наиболее полно охарактеризованных мембранных гликопротеинов является гликофорин А мембраны эритроцита (рис. 11-7). Его массу на 60% составляют углеводы, образующие 16 олигосахаридных цепей, из 60 — 70 моносахаридных остатков, которые ковалентными связями соединены с аминокислотными остатками вблизи И-конца полипептндной цепи.
Пятнадцать олигосахаридных цепей прикреплены О-гликозидными связями к остаткам Вег или Тпг, а одна — Н-гликозидной связью к остатку Азп. Гликомика — область биохимии, занимающаяся систематической характеристикой всех углеводных компонентов опредслснной клетки или ткани, в том числе тех, что связаны с белками и линидами. Гликомика также изучает, с какими белками связываются те или иные гликопротеины и к какой аминокислотс в последовательности присоединяется каждый олигосахарид. Это сложное, но полезное исследование позволяет изучить характер гликозилирования в норме и его изменения при генетических заболеваниях и раке. Современные методы характеристики полного углеводного состава клетки в значительной степени определяются возможностями массспектромстрии (см.
рис. 7-37). На сегодняшний день известны структуры множества О- и И-связанных олигосахаридов из различных гликопротеинов; на рис. 7-29 представлено несколько типичных примеров. В гл. 27 мы рассмотрим механизмы, позволяющие специфическим бслкам связываться с соответствующими олигосахаридными последовательностями. Многие белки, секретируемые эукариотичсскнми клетками, в том числе большинство белков крови, представляют собой гликопротеины. Например, иммуноглобулины (антитела) и некоторые гормоны, такие как фолликулостимулнрующий, лютеинизирующий и тиреостимулирующий, являются гликопротсинами.
Гликозилированы многие белки молока, напри- мер лактальбумин, а также некоторые белки, выде7иемые поджелудочной железой (рибонуклеаза); зто же относится и к большинству белков лизосом. До сих пор не до конца понятно, какие «биологические нреимуществаь достигаются при глнкозилировании белков. Гидрофильные угле- водные кластеры изменяют полярность и растворимость белков, к которым они прикрепляются.
Олигосахаридные цепи, присоединенные ко вновь синтезированным белкам в эпдоплазматическом ретикулуме и окончательно сформированные в аппарате Гольджи, указывают место назначения, а также участвуют в контроле качества белков, указывая на подлежащие уничтожению неправильно свернутые белки (рис. 27-39). Когда м ногочисленные отрицательно заряженные олигосахаридные цепи образуют кластер в определенном участке белка, возникающее между ними отталкивание способствует возникновению на данном участке вытянутой, палочковидпой структуры. Большой объем и отрицательный заряд олигосахаридных цепей защищают некоторые белки от атаки протсолитическими ферментами.
Кроме подобного глобального влияния на структуру белка олигосахаридные цепи оказывают и более специфическос воздействие (разд. 7.4). Важная роль нормального гликозилирования белка становится очевидна, если учесть, что, по крайней мере, 18 различных наследственных нарушений гликозилирования у человека связаны с тяжелыми патологиями физического и умственного развития, а некоторые из этих нарушений фатальны. Гликолипиды и липополисахариды— компоненты мембран В клетке не только гликопротсины содержат сложные олигосахаридные цепи. Некоторые липины также ковалентно связаны с олигосахаридамн.
Ганглиознды — мембранные липиды эукариотических клеток; полярная головка липида, участвующая в образовании внешней поверхности мембраны, представляет собой сложный олигосахарид, содержащий сиаловую кислоту (рис. 7-9) и другие моносахаридные остатки. Некоторые олигосахаридные цепи ганглиозидов, например те, что определяют группу крови человека(рис. 10-15), идентичны олигосахаридам, обнаруженным в составе некоторых глнкопротси- (3701 Чапь1. 7, Углеводы н глккобиологкя я ь10 О-Специфическая цепочка о с О с Р Центральная часть О О О О !! О НО О Р НО О О О 1 О Нгк У О О Н -ОН О Рнс. 7-30. Липополисакаридм бактерий. Схематическое предпаяленне пруктуры лнпополнсахарнда внешней мембраны 5а1топейа 1урЫтипит: К6о — зто 3-дезоксн-0-минно-окгулпзпнояая кислота, Нер — зтп С-глицеро-О-минно-гептсза, АЬеОАс — зто абеквоэа (З,б-дндезоксншлактоза), ацетнлнрованная по одной нз гндрокснльных групп. Лнпкднал часть молекулы (лкпнд А) содержит шесть жирных кислот.
Разные бактерии несколько различаются структурой лнпополнсахарндок но ясе они содержат лнпндный учапок (лнпнд А), центральный олнгосахарид н О-специфическую цепочку определяющую серотип бактерии (ее нммуногенность). Внешние мембраны грамотрнцзтельнык бактерий 5. 1урдгтипит и Е. соб содержат гак много молекул липополнсакарндоа, что практически вся поверхность клеток покрыта О-спецнфнческнмн цепочками. нов, которые, следоватслыю, также вносят вклад в опрсдсление группы крови. Подобно оянгосахарндным цепям глнкопротеинов, олнгосахарнды мембранных лнпндов обычно (возможно, вссгда) располагаются на внешней поверхности плазматической мембраны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
