Биохимия 1 (1984) (1128709), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Для син'»еза фактора Х, как и для синтсза протромбина, необхолим витамин К. Фактор Х так же, как и протромбин, содержит остатки у-карбоксиглутамата в Ь)-концевой части. Однако в активированном факторе Х в отличие от »ромбина эта часть молекулы сохраняется, К каким функциональным последствиям может привести это различие между двумя активированными факторами? 9.
Антитромбин П! образует не- распадающийся комплекс с тромбином, но не с протромбнном. Чем это можно объяснить? 1О. Фибрин, полобно миозину, кератину и эпидермину, состоит из стержневилных структур, образованных переплетающимися с»-спиралями. Эти испирализованные суперспирали (разд. 2.9) содержат повторяющиеся гептапептилные единицы (а Ь с»»' е )'а) с гидрофобными остатками а и ».
Можете ли вы обьяснить, чем обусловлена такая регулярность струк» уры? Таолина 9Л. Типы коллагена' "Распрелслсние Тип Состав Кожа, сухожилии, кости, роговипа глаза Храпа межпозвоночныс лиски, стекловианос тело Кожа эмбриона, ссрлечио-сосупистаа система Базальнаи мелтбраиа 1 [«1п))г«2 П [«1(н))з [«1(п))), )Ъ' [«1 (! )Г)) т Коллагвн-слово происходит от греческого выражения «производить клеВ>. ГЛАВА ~. Белки соединительной ткани: коллаген, эластин и протеогликаны Все многоклеточные организмы содержат коллаген, представляющий собой семейство фибриллярных белков. Особенно много коллагена у млекопитающих, где на его долю приходится четвертая часть всех белков. Коллаген является основным фибриллярным элементом кожи, костей„сухожилий, хряща, кровеносных сосудов, зубов.
В этом или ином количестве он содержится почти во всех органах, и именно он объединяет клетки в определенные структурные единицы. Помимо этой «структурной» роли в сформировавшихся тканях коллаген играет организующую роль в развивающихся тканях. От,гичигнельным свойством ко:1лгтгена лвлявтгл вго способность к цзорлщраванию нерастворимых фибрилл. обла- 9.1, Тропоколлаген как основная струкгурнан елнница коллагена Нерасгворнмость коллагена на протяжении мноыгх лет служила препятствием лля изучсния его химических свойс1в. Положение изменилось лишь после того, как обнаружилось, что коллаген нз тканей молодых животных можно эксграгировать в растворимом виде, поскольку ни за ам этапе в нем относительно мало поперечных связей. Отсутствие ковалентных поперечных связей в незрелом коллагепе позволяет выделить основную структурную единицу, названную тропока.маггном.
Молекулярная масса тропоколлагена составляет около 285 кДа; оп сос)оп) из трех нолипепн1идныт целей одинакового размера. Состав цепей зависит от типа коллагена дающих высокой упругостью (рис. 9.1). Более того, структура коллагеновых волокон зависит от типа ткани и соответствует ее специализации. Охарактеризованы четыре типа коллагена (табл.
9.!). В иас~охнгсс время охарактеризовано пять типов коллагена, и, )чтива» наличие разных мо.нкуляриых форм и пролетах олного типа )например, ко«лиген тина 1 имсс~ состав [гап))з«2 либо [«1(11)з). считают, что суптсс~аусг ие менее 10 молекулярных форм колла~гик. Пгич ларса (табл.
9.!). Коллиген гила 1, содержащийся в организме н наибольшем количестве, состоит из лвух цепей одного типа, обозначаемых п! (1), и третьей пепи, обозначаемой а2. Кодлы сны других типов состоят из трсх илентн шых цепей. Каждая иэ трех ничей коллагена включает около 1ООО аминокислотных остатков.
Таким образом, основная структурная единица коллнгена имеет очень большие размеры, в частности она более чем в 1О раз больше химотрипсина. 9. Белки соединительной ткани 179 я. Глдрокелллзлл гнтв Рис. 9.1. Электронная микрофотография интактных коллагеновых волокон кожи. Препарат напылен хромом. Периодичность структуры по оси волокна составляет 640 гз. (Печатается с любезного разрешения д-ра 1. егозя.) 9.2. Коллаген облалает необычным составом н необычной последовательностью аминокислот В молекуле коллагена примерно !/3 аминокислотных остатков приходится на глииии, что необычайно много для белков. В гемоглобине, например, содержание глицина составляет только 5",„' общего содержания Часть ! 180 Конформации н динамика аминокислот.
Количество пролила в коллагеие также значительно выше, чем в большинстве других белков. Наконец, в колла- гене имеются лве аминокислоты, крайне редко встречающиеся в других белках, а именно гидраксипролин и гидраксилизин: ОН НС вЂ” СН СНг СН.— СОО з, /г н+ н 'н л-Глдрокеллроллл гНУР! ОН нн, г й г з н н сн сн сн сн с- н СОО Последовательности аминокислотных остатков в коллагене свойственна высокая степень регулярности: почгпи казкдьгй трсгпий асгпаток — згла глиг(ин; часто повторяются участки глипин-пролив-гцдроксипролин (рис, 9.2). В этом отношении коллаген отличается от глобулярных белков, которым несвойственна регулярность последовательности аминокислот; помимо коллагена этим свойством обладают фиброин шелка и зластин, 9.3.
Некоторые остатки пропана н лизина в коллагене гндрокснлируются Гидроксипролнн и гидроксилнзин не вклю- чаются в состав полипептидной цепи колла- гена в процессе синтеза белка. Если ввести гз .Рго-Мез- -Рго-Бег- -Рго-Агд- 22 -Сеи-Нур- -Рго-Нур- -А!а-Нурзг Рго-6!и- -Ргге-6!и- -Рго.НУР- 40 -6ги-Нур- -6ги-Нур- -А!а ° Яег- 49 .Рго-Мог- -Рго-Агд- -Рго-НУР. зз -Рго-Ну!э- -!Уз-Азп- -Азр-АзрРис.
9.2. Последовательность аминокислот в части цепи п! (1) коллагена. На протяжении более чем !000 остатков каждым третьим ос~атком является глицин. О н — н — с — с— ! н,с сн, ,с н' н СОО СНт СНт ! С=О СОО о-Океотлутарат + 01 + Остаток пронина Пролилгияроксилаза т Аскорбиновая кислота СОО ! Сн ! + СО,+ СН С=О О н Π— М вЂ” С вЂ” С— ! НС СН Н ОН Сукнмнат Остаток а.тмярокснлролина Нн ' сн — Π— С вЂ” Н сн СН, Π— Н вЂ” С вЂ” С— Н Н Сн ОН Гмарокенлизмн Глюкоза Н ОН Рнс. 9.3.
Гидроксилированне оста гка пролина по С-4 под действием пролилгидроксилазы — фермента, активирующего молекулярный кислород. крысе ьзС-гндроксипролин, то в новосинтезированном коллагене радиоактивности не обнаружится. Однако при введении '"С-пролина гидрокснпролин в коллагене окажется радиоактивным. Следовательно, пролнн, но не зкзогенный гндроксипролпн служит предшественником гидроксипролиновых остатков в коллагене. Определенные остатки пролина в колла- гене превращаются в гидроксипролин под действием пралилгидраксилазы-фермента, Рис. 9.4.
Углеводные компоненты коллагена. содержащего в акз.иннам центре атом железа (в ферроформе). Дог)ором атома кислорода, присоединяющегося к С-4 пролина, служит О,. Второй атом кислорода нз молекулы О включается в сукцинат, образующийся из второго обязательного субстрата этой реакции-и-оксоглутарата (рис. 9.3). Таким образом, пролилгидроксилаза является диоксигвназай. Примечательная особенность этой реакции гидроксилирования состоит в том, что для ее осуществления необходим восстановительный агент, а именно аскорбиновая кислота (разд. 9.8), благодаря которой сохраняется ферроформа атома железа.
Рассматриваемая реакция гидроксилнрования высокоспецифична. Свободный пролин не может служить субстратом реакции, Гццроксилированию подвергаются специфические участки довольно большой, но еше не спирализованной полнпептилной цепи. Гидраксилираваиию по С-4 подвергаются талька те остатки пралина, которые расположены са стороны амипагруппы глииипавага остатки. Помимо этого, несколько остатков пролива гидроксилируется по С-3 другими ферментными системами, причем эти пролнны всегда расположены с карбоксильной стороны глицнновых остатков. Под действием лизилгидроксилазы происходит гидрокснлирование по С-5 небольшой части остатков лизина в коллагене. Как и при гндрокснлнровании пролина, в процессе участвуют молекулярный кислород, а-оксоглутарат и аскорбиновая кислота. Подвергающиеся гидроксилированию остатки лизина всегда расположены со стороны аминогруппы остатков глицина, 9.
Белки соединительной ткани 181 Рис. 9.5. Модель тройной спирали коллагена. Показаны только пуглеродные атомы. Рис. 9.6. Модель спирали поли4 -пролина (транс-спираль типа П). Часть ! !82 Конформация н динамика 9.4. К остазкам гидроксилизина присоелннены сахара В коллагене содержатся углеводные единицы, ковалентно связанные с остатками гидроксилизина. Чаще всего это дисахарид глюкозы и галактозы (рис.
9.4). Присоединение сахаров происходит в результате последовательного лействия галактозилтрансферазы и глюкозилтраясферазы. Эти ферменты гликозилирования специфичны в отноц~ении остатков гидроксилизина в новосинтезированном коллагене, еще не претерпевшем спирализации. Число у~ леводных елиниц в тропоколлагене зависит от вида ткани. Так, например, в коллагене сухожилий (тип 1) это число равно 6, а в колла- гене капсулы хрусталика (тип 1Ъ) — 110.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
