Биохимия 1 (1984) (1128709), страница 52
Текст из файла (страница 52)
9.18. Образованно альдольной поперечной сшивкн из двух боковых цепей лизина. 9. Белки соеднннтельной ткани 191 9.14. Коллагеназы — ферменты, специфически расщепляющие колл аг ен Коллагеназа — это фермент, расщепляющий пептидные связи в определенных участках спирализованных областей коллагена. В отношении других ферментов коллаген проявляет очень высокую степень устойчивости. Известны два типа коллагеназ. !.
Один тип коллагеназ синтезируется некоторыми микроорганизмами. Так, С)озгг!ац инт бйго!уг!гипс (бактерия, вызывающая газовую гангрену) выделяет коллагеназу, расШепляющую полипептндную цепь коллагена более чем в 200 участках. Фермент гнцролизует следующую связь: Эта коллагеназа, разрушиюи)ан соедини гаельиоглкаиные барьеры организма-козлили способствует проникновению (инвазии) вы сокопатогенного клостридия в организм Сама бактерия не содержит колла~ ена и потоьзу не подвержена действию коллагеназы. 2. Второй тюз — это ткаиввыв коллагеназы, которые обнаруживаются у земноводных и млекопитающих в растущих или подвергаюгцихся метаморфозу тканях.
Впервые коллагенолитическая активность была выявлена в хвостовом плавнике головастиков в период метаморфоза (рис. 9.21), когда в течение нескольких дней происходит резорбция больших количеств коллагена в ткани. Для определения коллагенолитической активности маленькие кусочки подвергающегося метаморфозу хвостового плавника культивировали на слое коллагеновых волокон.
Спустя несколько часов на этом непрозрачном слое появились совершенно прозрачные зоны, что указывало на высокую активность коллагеназы (рис. 9.22). Коллагенолитнческая активность выявляется также в таких тканях млекопитающих, которые претерпевают быструю реорганизацию, например в матке после родов. Совершенно ясно, что время М вЂ” Н СН, Сн — (СНз)з С вЂ” Н 2 з з т С=О н — )Ч вЂ” С вЂ” С— н СН с )ч нс сн нн и нн н Н вЂ” С вЂ” (СН,),— СН,— С вЂ” С вЂ” (Снз)з — С вЂ” Н н О=С С С= — О Ф' Гнезнднн.альдольннн нолелечннн оенеь Боковая цепь гнстидина может присоединяться по месту двойной связи С=С в альдольной сшивке, при этом образуется гнстидин-альдольная поперечная сшивка. Рис. 9.19. и сила действия зканевых коллагеназ дол, жны находиться цод строгим контролем.
Коллагеназа головастика обладает удивительной спицифичностью. Этот фермент расщепляет тропоколлагсн, как бы лелая срез через все три цепи в единственном месте — вблизи от аминокислотного остатка 750 в последовательности из 1000 остатков. Два фрагмента, составляющие соответственно 1г4 и 3,'4 исходной цепи, при температуре тела спонтанно развертываются и становятся доступными действию других протеолитических ферментов.
Очень своеобразен аминокислотный состав этого белка. Как и в коллагене, одна треть аминокислотных остатков представлена глицином. Эластин богат также пролином. Однако в отличие от коллагена в эластинс очень мало гидроксипролина, нет гидроксилизина и мало полярных аминокислот, зластин бо~ ат неполярными алифатическими аминокислотами — аланином, валином, лейцином и нзолейцином. В зрелом эластине много поперечных связей. По этой причине он практически нерастворим: это затрулняет его изучение. Однако из тканей свиней, страдающих двфияитам меди, улалось выделить ристворгьный првдизестввпник элигтипа, называемый праэластипам, При дефиците меди блокируется образование альдегидов, необходимых для образования поперечных связей в эластине (как и в коллагене).
Изучение аминокислот- ного состава проэластнпа, имеющего массу 125 кДа, еще не закончено, однако уже получены некоторые интересные результаты. Так, установлено существование нескольких областей белка, обогащенных остатками лизина и аланина. Часто всзречаются такие последовательности: -Еув-А)а-А)а-).ухи -1.уз-А)а-А)а-А!а-1.уз- Именно в этих участках образуются поперечные связи. Обнаруженные в коллагене альдольные поперечные связи (рис. 9.18) имеются и в эластине. В обоих белках встре- Рис. 9.20. 9.15. Эластин — каучукоиодобный белок эластических волокон Эластин обнаруживается в большинстве типов соединительной ткани наряду с коллагеном и полисахаридами.
Эта основной компонент эластических волокон, обладающий способностью растягиваться в несколько раз в длину, а при снятии пигрузки бьютра «осстанивливать исходную форлзу и размер. Эластин находится в большом количестве в стенках кровеносных сосудов, особенно в дуге аорты, расположенной около сердца, и в связках. Очень богаты эластином эластические шейные связки травоядных животных. В коже, сухожилиях и рыхлой соединительной ткани эластина относительно мало.
Чаезь ! 192 Конфирмация и динамика Внутри- и межмолекулярные поперечные связи в коллагене. [Тапгег М.1., Яс)енсе, 180, 562 (1973).1 Рнс. 9.22. ваемые гликозаминогликанами, построены из повторлюи<ихсл дисахаридных единии, содержащих производное аминосахари — глюкозамина или галактозамина. По крайней мере олин из сахаров в дисахариде имеет отричитсль~о зирллсеннуп< карбоксильную или сульфатную группу. Важнейшие гликозаминогликаны — зто гиалуронат, хондроигинсульфат, кератансульфат, гепарансульфат и гепарин (рис. 9.26). Гепарансульфат подобен гепарину, за исключением того, что в нем меньше (ч- и О-сульфатных груни и больше Х-ацетильнь<х групп.
Рнс. 9.21. При метаморфозе головастика из хвостового плавника быстро исчезает коллаген. (1 ар<еге С, М., Огояя Х. 1п: МесЬапюпя о1 Нагд Тжяпе 1уея(гнсг(оп, К.Г. Бояппаея, ес(., р. 665, Спрут(яЫ !963.) <5 ббб чается еше олин тип структуры, созлаюшей поперечную сшивку, а именно лизинонорлейнин (рис. 9.23), в образовании кап араго участвуют остатки лизина. Только в зластине обнаружен десмоэин, образованный из боковых цепей четырех остатков лизина (рис.
9.24). Значение поперечных связей в эластине состоит, по-видимому, в том, что о«и обеспсчивиют способность <.<асти- новых волокон после растяжения восстанавливать исходную форму и размер. Участки эластина, расположенные между поперечными связями, богаты глицином, пролином и валином.
Последовательности аминокислот в этих участках обладают в ряде случаев периодичностью (рис. 9.25). Конформация обладающих периодичностью областей, а также связь между периодичностью и эластическими свойствами еще не исслсдованы. В то же время, учитывая роль эластина в артериальной динамикс, представляется важным знать молскулярные основы функции данного белка, Это помо<по бы понять сущность ряла сердечно-сосулистых заболеваний. 9.16. Протеоглнканы образуют основное вещество соелнннтельной ткани Соединительная ткань богата также протеогликанами, которые состоят из полисахаридных (около 95",„') и белковых (около 5"'б) елиниц. Эти полианионы, имеющие очень большие размеры, связывают воду и катионы, образуя основное вещество соелинительной ткани.
Протеогликаны определяют вязкоэластические свойства суставов и других анатомических структур, подвергающихся механической деформации. Полисахаридные пепи нротеогликанов, назы- Кусочки хвостового плавника головастика помещены на реконструированный коллагеновый гель (наверху). После 24 ч инкубации при 37<С вокруг каждо< о кусочка появляется прозрачная зона-результат ак<ивности коллагеназы (внизу).
(1.ар<еге С. М.„ Огояв 1. 1п: Мес)зап<яшя о( Нап! Т<яяпе Оеяггнспоп, й. Г. Яодппаея, ед., р. 68(, Соруг<яЫ !963,) 9. Белки соединительной ткани 193 ( О м — н Ъ ( з гз С вЂ” СН~ — (СН ) — С вЂ” Н Н С=О дльднпэднэв мяемэвндмеэ лмэннэ Оетнтен лммэна ( Н вЂ” М М вЂ” Н ) Н вЂ” С вЂ” (СН,),— СН,— СН,— М =С вЂ” СН,— (СН,),— С вЂ” Н Н О=С С=О ( в)мдм(энне ненвнэнмэ Н вЂ” М М вЂ” Н н н (СН7)з Сн~ М С Снт (Снг)з — С вЂ” Н О=С С=-О Пнэмлнедлнвнмн Н вЂ” М Н вЂ” С вЂ” (СН,),— СН,— СН,— МН,' О=С ( Рнс. 9.23.
Образование поперечной сшнвки в вице лизнлнорлейцина в коллагене и эластнне. Н Н О ( )) — М вЂ” С вЂ” С— ) (сн ) ( Н вЂ” М М вЂ” Н вЂ” — — Сн,— Сн,— С вЂ” Н гФ О=С С=О Сн (С)" г)з ( — С вЂ” С вЂ” М— (( О Н Н Днемеэнн Десмознн (поперечная сшивка в зластнне) образуется из четы- рех боковых цепей остатков лиз ннов. Часть 1 194 Ковформацня н динамика В протеогликанах хряща (рис. 9.27) кератансульфат и хондроитннсульфат присоединены ковалентными связями к полипептндной цепи, называемой в данном случае сердцевинным белком (или соте-белком). Примерна 140 образованных таким путем субьеднннц в свою очередь присоединены с интервалом 300 А нековалентными связями к длинной нити виалуроиовой кислогны. В формировании этого комплекса участвует небольшой связывающий белок.
Масса полного комплекса составляет примерно 1О' кДа и длину в несколько микрон. Протеоглнканы других тканей могут иметь иную структуру. Это наводит на мысль, что рас- -Ргокпу-ЧаЬОЬ-ЧаЬРгос)у-Чвыну.Чвь -Ргоб: у -ЧаЬО ц -ЧаЬРгоС Ч -Чагйег.Ча) -Ргоь;ч -ЧаЬО ° -ЧаЬРго- „г -Чаг -Чан Часть последовательности аминокислот растворимого предшественника зластина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
