Часть 1 (1160050), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Это протеогликаны, входящие в составсоединительной ткани. Как правило, эти соединения состоят из небольшихнеструктурированных белков и гигантских полисахаридных "хвостов".Комплекс гиалуроновой кислоты и агрекана12Полисахаридысоединительнойтканисостоятизотрицательнозаряженных звеньев, удерживающих много воды и ионов металлов.
Ихбиологическаяфункция-создаватьгидратированныйгель,которыйпрепятствует сжатию соединительной ткани (придает упругость) и служит"смазкой" при движении.Протеогликаны различаются по размеру. Некоторые очень велики,например,агрегатыгиалуроновойкислоты,насчитывающейдо50000дисахаридных звеньев. С гиалуроновой кислотой взаимодействует белокагрекан, ковалентно модифицированный 97 длинными цепями полимерногохондроитин сульфата и 30 короткими цепями полимерного кератан сульфата.При взаимодействии 100 молекул агрекана с гиалуроновой кислотойполучается гигантское образование с молекулярной массой 2х108Да изанимающее объем больше бактериальной клетки.Высокогликозилированные белки расположены также на внешнейстороне цитоплазматической мембраны.
Они образуют плотный гидрофильныйслой, защищающий мембрану клетки и мембранные белки от внешнихвоздействий и нежелательных контактов с другими клетками.1.3. Олигосахариды - посредники межклеточного общенияРазличные углеводы входят в состав других типов биомолекул - белков илипидов. Практически все они располагаются с внешней стороны клеточноймембраны.
Биогликаны выполняют ряд важных специфических функций.Входявсоставповерхностныхструктурклетки,ониобеспечиваютспецифическое узнавание клеток и модулирование различных клеточныхсигналов,благодарячемуониопределяютповедениеклетокприоплодотворении и эмбриогенезе. Биогликаны играют важную роль во многихпроцессах, происходящих в иммунной системе, в поддержании нормальнойфункции крови и регуляции ее свертывания, в патогенезе инфекционныхболезнейиустановлениисимбиоза13междуразличнымиорганизмами.Биогликаны, участвующие в такого рода процессах, чрезвычайно разнообразныпо своей химической структуре. Одним из характерных примеров могутслужить олигосахариды поверхности эритроцита, различие которых иобусловливает различие групп крови.Структура олигосахаридных антигенов, определяющих группу крови.
R-остатоклипида. Буквами О, А и В обозначены поверхностные антигены эритроцитов. Еслиприсутствует только антиген О, то группа крови I, если А - то II, если В - то III, а приналичии обоих антигенов А и В - IV группа14Этонеединственныйпример,когдаолигосахаридымаркируютразличные типы клеток в организме. Целая группа белков, называемыхлектинами, узнает различные комбинации сахаров. Эти белки чрезвычайноразнообразны и распространены среди всех организмов от бактерий до высшихэукариот.
Так, например, белки, которые необходимо транспортировать влизосому, маркируются остатками маннозо-6-фосфата. Эти остатки узнаютсярецептором, принадлежащим группе Р-лектинов. Другие лектины, такназываемые селектины, служат для узнавания поверхностных олигосахаридовклеток.Например, т.н. сиалозил антиген Льюиса Х, находящийся на поверхностилейкоцитов, служит для начального присоединения этих клеток иммуннойсистемы к поверхности кровеносных сосудов. Это присоединение происходит вместах воспаления, в которых на поверхности эндотелиальных клеток,выстилающих кровеносный сосуд, появляется соответствующий Р-селектин.Общий антиген (т.н. сиалозил-антиген Льюиса Х), узнаваемый Р-селектинами.Участвует в присоединении лейкоцитов к поверхности кровеносных сосудов при воспаленииНе только разные клетки организма узнают друг друга при помощиолигосахаридов, но и клетки разных организмов, например, паразита и хозяинамогут узнавать друг друга по характерным углеводным антигенам.15Поверхностный антиген, узнаваемый возбудителем малярииТак, возбудитель тропической малярии узнает эритроциты по наличиюсоединенных остатков сиаловой кислоты и галактозы на их поверхности, в товремякакузнаваниегепатоцитов(клетокпечени)происходитпоприсоединенным цепям гепаран сульфата.
Полисахариды клеточной стенкимикробов и простейших, в свою очередь, узнаются иммунной системойорганизма и помогают выявить и уничтожить болезнетворный микроорганизм.Многие патогены, например трипаносома, чтобы избежать иммунного ответа,покрывают себя остатками сиаловой кислоты, мимикрируя под клетки хозяина.Таким образом, сахара могут быть селективными маркерами как про-, так иэукариотических клеток и даже участвовать в "углеводной войне" междучеловеком и микробами.1.4. Гликозилирование белков и липидовКакжеуглеводыприсоединяютсякбелкамилипидам?Этоприсоединение происходит в специализированной органелле эукариотическойклетки - эндоплазматическом ретикулуме. В качестве активированныхпроизводных сахаров для наращивания олигосахарида используются аддуктыуглеводовинуклеотидов,таких,какЦМФ-сиаловаякислота,УДФ-ацетилглюкозамин, УДФ-галактоза, ГДФ-манноза и другие.
Как и при синтезеклеточной стенки бактерий, для создания олигосахарида используетсялипидный посредник, который может переносить олигосахарид через мембрану16эндоплазматического ретикулума. При гликозилировании белков по остаткуаспарагина,стандартныйразветвленныйолигосахаридсинтезируетсясвязанным с липидным посредником, долихолом, а затем целиком переноситсяна белок. Отдельные остатки сахаров также переносятся через мембрану спомощьюаддуктовгликозилированногосбелкадолихолом.лишниеПриостаткидальнейшемсахаровсозреванииотщепляютсяспециальными ферментами и могут быть добавлены другие углеводы.
Врезультате синтезируются разнообразные олиго и полисахаридные цепочки,содержащие не только глюкозамин и маннозу, но и галактозу, сиаловуюкислоту и фукозу.Строение олигосахарида, связанного с долихолом и схема его биосинтеза.Геометрические фигурки на схеме создания олигосахаридного предшественникасоответствуют остаткам глюкозамина (квадрат), маннозы (овал) и глюкозы (треугольник). Насхеме также изображен перенос олигосахарида на остаток аспарагина белка17Кроме N-гликозилирования остатков аспарагина, представленного нарисунке (стр. 16), некоторые белки также гликозилируются по остаткам серина(О-гликозилирование). В отличии от модификации аспарагина, модификациясеринапроисходитнебольшимолигосахаридом.Ещеоднойформойгликозилирования может считаться присоединение фосфоинозитгликанового"якоря".
При этом к С-концу белка оказывается присоединенным олигосахарид,связанный с липидом. Такой довесок служит для прикрепления к мембранебелков без использования трансмембранных доменов.Схема строения олигосахаридов, присоединяемых к остатку серина(О-гликозилирование) и С-концу белка (фосфоинозитгликановый "якорь")Формулы некоторых гликолипидов18Некоторые липиды (т.н. гликолипиды) содержат углеводные остатки ибез белков. Если обычные фосфолипиды содержат заряженные группы вгидрофильнойголовке,тоугликолипидоввысокаягидрофильностьуглеводного фрагмента оказывается достаточной для ориентации гликолипидав мембране.
Гликолипиды, наравне с гликозилированными белками, служат длямежклеточного узнавания и придают мембранам клеток уникальные свойства.1.5. Антибиотики, имеющие гликозидные группыАнтибиотикиэтомногообразныйклассхимическихсоединений,имеющих антибактериальную активность. В основном, антибиотики делятся наингибиторы биосинтеза белка, клеточной стенки и других процессов.
Средивсехтиповантибиотиковмногогликозилированныхилиимеющихгликозидную природу.Аминогликозиды это группы положительно заряженных молекул,связывающихся с бактериальной рибосомой и ингибирующих биосинтез белка.Из всех аминогликозидных антибиотиков наиболее известен стрептомицин,открытыйЗ. Ваксманом в 1943 году. В 1952 году за открытие этогоантибиотика,оказавшегосяактивнымпротивтуберкулеза,присуждена Нобелевская премия.Аминогликозидый антибиотик стрептомицин19емубылаСтрептомицин связывается с малой сучастицей рибосомы и фиксирует ееконформацию таким образом, что считывание матричной РНК происходит сошибками.
Это, в свою очередь, приводит к тому, что синтезируемыерибосомойбелкисодержатмногочисленныеошибки–неправильновключенные аминокислоты.Аминогликозидный антибиотик паромомицинК увеличению частоты ошибок также приводит действие на рибосомудругих аминогликозидных антибиотиков, таких, как паромомицин. Они такжесвязываются с малой субчастицей рибосомы, однако, не в том же самом месте,что стрептомицин. Механизм действия этих антибиотиков весьма интересен.При считывании мРНК происходит образование короткого двуцепочечногоучастка между кодоном мРНК и антикодоном тРНК, несущей аминокислоту.Рибосомаосуществляетпроверку“правильности”образованияэтогодвуцепочечного участка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
