Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Липополнсахариды являются характерной особенностью мембраны грамотрицательных бактсрий, таких как Езг)гег(г)гга сой н Ба!топеИа гурЫтипит. Этн молекулы в первую очерсдь узнаются антителамн, вырабатываемыми иммунной системой в ответ на бактерн- г ° 61 ° Ма ° 61 | альную инфекцию, н, следовательно, являются важными отличительными признаками серотнпов бактернальных штаммов (серотипы зто штаммы, различаюпгиеся антнгсннымн свойствами). Липополисахариды Х тур(ггтипит содержат шесть жирных кислот, связанных с двумя остатками гяюкозамина, к одному из которых прикрепляется сложный олигосахарид (рис. 7-30). Мембрана Е. сей имеет похожие по структуре, но другие липополнсахарнлы.
Липополнсахарнды некоторых бактерий токсичны для человека и животных; например, они отве- 7.4 Углеводы как информационные молекулы: код сахаров [371] чают за резкое снижение кровяного давления при инфекционно-токсическом шоке, вызванном грамотрицательными бактериями. ° Кратное содержание раздела 7.3 ГЛИКОКОНЪЮГАТЫ: ПРОТЕОГЛИКАНЫ, ГЛИКОПРОТЕИНЫ И ГЛИКОЛИПИДЫ ° Протеогликаны представляют собой гликоконъюгаты, в которых коровый белок ковалентно связан с одним или несколькими большими молекулами гликанов, таких как гепарансульфат, хондроитинсульфат или кератансульфат.
На долю гликана приходится основная часть массы молекулы. Нротеогликаны связываются с внешней поверхностью плазматической мембраны посредством трансмембранного пептида или ковалентно связанного липида и обеспечивают участки прикрепления,узнавания и передачи информации между клетками или клетками и внеклеточным матриксом. ° Гликопротеины содержат ковалснтно связанные олигосахариды, которые меньше ло размеру, но более сложно организованы (и следовательно, несут большее количсство информации)„чем гликозаминогликапы. Многие белки клеточной поверхности, внеклеточные бслки и большинство секретируемых белков на самом деле являются гликопротеинами. Ковалентно связанные с белком олигосахариды влияют на фолдинг и устойчивость белков, а также сообщают необходимую информацию относительно пути следования вновь синтезированных белков и обеспечивают специфическое узнавание другими белками.
° Гликомика занимается определением полного состава сахаросодержаших молекул клетки или ткани, а также изучением функций всех этих молекул. ° Гликолипиды растений и животных и липополисахариды бактерий — это компоненты покровов клетки, содержащие ковалентно связанные олигосахаридные цепи, располагающиеся на внешней поверхности клеток 7.4. Углеводы как информационные молекулы: код сахаров Гликобиология изучает структуру и функции гликоконъюгатов; сегодня эта наука является гщной пз наиболее активно развивающихся и удивительных областей биохимии и клеточной биологии.
Уже понятно, что клетки используют специфические олигосахариды для кодирования важной информации, касающейся внутри- клеточного транспорта белков, межклеточных взаимодействий, развития тканей и передачи внеклеточных сигналов. Мы обратимся лишь к нескольким примерам, иллюстрирующим разнообразие структуры и диапазон биологической активности гликоконъюгатов. В гл. 20 мы обсудим детали биосинтеза полисахаридов, в том числе пептидогликанов, а в гл. 27 — механизмы сборки олигосахаридных цепей в гликонротеинах.
Совершенствование методов анализа структуры олигосахаридов и полисахаридов позволило выявить удивительную сложность и разнообразие олигосахаридных цепей в гликопротеинах и гликолипидах. Взгляните на типичные олигосахариды гликопротеипов, изображенные на рис. 7-29. Наиболее сложный из них содержит 14 мопосахаридных остатков четырех видов, связанных между собой связями 1- 2, 1- 3, 1- 4, 1- 6, 2- 3 и 2- 6, некоторые из связей имеют ск-, а другие — р-конфигурацию. В олигосахаридах довольно распространены разветвленные структуры, не встречающиеся в нуклеиновых кислотах и белках.
Если предположить, что для образования олигосахарида может быть использовано 20 различных моносахаридпых звеньев (что вполне возможно), то расчетное число гексамерных олигосахаридов составит 1,44 10". В то же время количество гексапептидов, построенных из 20 аминокислот, составляет 6,4 1От (20"), а количество гексануклеотидов, построенных из четырех нуклеотилных звеньев, составляет 4096 (4в). Если, кроме того, учесть возможность сульфатирования остатков сахаров, то полученная цифра вырастет еще на два порядка. Олигосахариды необычайно богаты структурной информацией; ее объем не только сравним, но намного превосходит объем информации, содержащейся в молекуле нуклеиновой кислоты среднего размера.
Каждый из олигосахаридов, изображенных на рис. 7-29, характеризуется уникальной пространственной [372] Часть 1. 7. Углеводы и гликобиологил Лектины — белки, «читающие» код сахаров и участвующие во многих биологических процессах Сок<<»»темпо« обозоачеиг<с Лек п<п и е<о в«точи оп растения Лог»о.<(ы) Копили<влез<в< Л Л сит< ш 4 пз (пааво,«п<Л(!<<А<У<а Лп. во оп во эв(~~< вв< и «<ш <ш«ы Рвшп< Жпвотвьи'. 1а<сь шв-1 С<шЛ Св( (УСЛ С,<1(111.
4)(йс Ьг к<тыл ышввоой вк<всвха!рш< 3(в<вижн<лез< пи<к<в<и!1(!<сток Л Вйрусы й<мпп зготвшш вируса грш<ва Л 6<тюк ш<русл ш.во ив,< 1 Бактерии 11 от< !и поим < в (пв<*вв хо<гор< < Ь(Б!'-Л КсвйЛс(«2- 61('а1(111- 4)С!< ХсвйЛс(<<2- 3)Са1(Ь1- 4)С!с Са1 1йчп аслтл<р<с( ('Х!! Источник: %е(ть, ЪИ. 6 (1<(сЬп<вег, К. (!996) 3(гас(ига! Ьалв о1' 1есйп-сагЬоЬуйгагс гесощв- пов.
яппи. йеп И(ойет. 65. 441 — 473. структурой «сахарным кодом», который умеют расшифровывать взаимолсйствующие с пимн белки. Лектины. обнаруженные во всех организмах, представляют собой белки, которые с чрезвычайно высоким сродством и специфичностью связываются с определенными углеводами (табл.
7-3). Лектипы принимают участие во многих процессах узнавания, передачи сигнала и адгезии клеток, а также во впутриклсточном транспорте вновь синтезированных белков. В лаборатории очищенныс лектины используют для обнаружения и разлелепия гликопротеинов с различными олигосахаридными цепями. Здесь мы остановимся лишь па нескольких примерах, иллюстриру<оп(их значение лектинов в животной клетке. Некоторые циркулирующие в крови пептидпые гормоны содержат остатки сахаров, опрсдсляющие время их жизни. Лютеинизирующпй и тирсотропцый гормоны (полипептидныс гормоны коры надпочс шиков) содержат присоединенные Ь(-гликозилн<гй связью олигосахариды, имею<цие на конце дисахарил Са!ХАс45®! — 4)С1сХАс, который узнается лектином (рецептором) гспатоцитов (Са1ХАс45 это Х-ацетилгалактозамин, сульфатирова~пьгй по -ОН-группе атома С-4).
Взаимодействие рецептора с гормоном регулирует захват и разрушение лютеинизирую<цего и тиреотроп~ого гормонов и, следовательно, нх концентрацию в крови. Таким образом, уровень этих гормонов в крови то повышается в результате секреции надпочечпиками, то падает в результате постоянного разрушения в п.патоцитах. Остатки сиаловой кислоты (ХспбАс), расположенные на концах олигосахар~дпых цепей многих гликопротеипов плазмы крови (рис. 7-29), защищают эти белки от разрушения в печени.
Например, мсдьсодержащий сынороточпый гликопротеин церулоплазмин имеет несколько олигосахарилпых цепей с <зеп5Ас на конце. Удаление остатков сиаловой кислоты ферментом спалидазой (другое названпс нейраминидаза) используется клеткой для мечения «старых» белков, которые необходимо уничтожить и заменить другими. Плазматическая мел<брана гепатоцитов содержит молекулы лек- Ь1;в«<! ОС11» 1<*<'рв<п ~«<<<с< !ев!.' Ь (1.< ) Ксвйлс(«2- 3)(' <!()11. 4)С1< С1С(лс(131 4)С1с',(Лс (Ь<1(1!1- 4)С1< 7.4 Углеводы как информационные молекулы: код сахаров 1373) тинов, называемых рецепторами асиалогликопротсинов (т. е. десиалироваппых гликопротеинов). Эти рецепторы способны специфическим образом связывать олигосахаридцые цепи, в которых остатки галактозы больше не защищены концевыги остатком Хец5Ас.
Взаимодействие рецептора с церулоплазмином приводит к эндоцитозу и уничтожении> церулоплазмина. ОН НОН,С. ~ .Н С Н СОО ОН Н(Ч / Н ц О М-Апстплнейрампоопая кислота (сиалопая кислота) По всей вили мости, похожий механизм применяется в организме млекопитающих для удаления нэ кровотока старых эритроцитов. Молодые эритроциты несут на себе несколько мембранных гликоцротеинов с олигосахарилныии цепями, заканчивающимися г)еп5Ас. Если в эксперименте ш идго удалить остатки сиаловой кислоты из образца крови с помощью сиалилазы, а затем возвратить эту кровь в циркуляцию, то подвергшиеся такой процедуре эритроциты исчезают за несколько часов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
