Биологический каталог




Нейрохимия: Учебник для биологических и медицинских вузов

Автор И.П.Ашмарин, А.Е.Антипенко, В.В.Ашапкин, Г.Г.Вольский, С.А.Дамбинова и

холестерина повышают жесткость структуры)

115

массу, из них холестерин составляет 25-28, общие галактолипи-ды — 27-30, а фосфолипиды — 41-45 (табл.4.6).

Таблица 4.6.

Состав миелина центральной нервной системы человека (% от сухой массы)

Компоненты Миелин Белое вещество Серое вещество

Белок 30 39 55,3

Липиды 70 54,9 32,7

Холестерин 27,7 27,5 22

Цереброзиды 22,7 19,8 5,4

Сульфат иды 3,8 5,4 1,7

Обшие галактолипиды 27,5 26,4 7,3

Общие фосфолипиды 43,1 45,9 69,5

Фосфатидилэтаноламин 15,6 14,9 22,7

Фосфатидилхолин П,2 12,8 26,7

Сфингомиелин 7,9 7,7 6,9

Фосфатидил серии 4,8 7,9 8,7

Фосфатидилинозитол 0,6 0,9 2,7

Плазмалогены 12,3 П,2 8,8

Доказано, что полифосфоинозитиды локализованы преимущественно в миелине , предположительно в зоне главного периода, поэтому их можно считать маркерами миелина. На долю три- и дифосфоинозитидов приходится, соответственно, 3-6 и 1-1,5% общего липидного фосфора миелина. Они характеризуются высокой скоростью обмена фосфатных групп, что отражает их функции в миелине. В составе миелина содержатся алка-ны с 21-35 углеродными атомами и равным количеством четных и нечетных гомологов. Считают, что эти абсолютно гидрофобные вещества оказывают значительное влияние на свойства миелина как электроизолятора. Кроме обычных галактолипи-дов, цереброзидов и сульфатидов в миелине обнаружены моно-и дигалактозилдиглицериды. Роль их и топографическое распределение в мембране миелина не ясны, но их синтез тесно связан с процессом миелинизации.

116

Для миелина характерен очень низкий уровень ганглиозидов — 0,15% от общих линидов миелина. Моносиалоганглиозид GM1 преобладает и, кроме того, в миелине человека обнаружен необычный сиалилгалактозилцерамид G7, содержащий в основном длинноцепочечные жирные кислоты. Метаболические характеристики миелиновых ганглиозвдов сходны с лигаадами миелина, а не с ганглиозидами коры. Ганглиозиды локализованы в зоне промежуточного периода и роль их в структуре и функции миелина пока не ясна.

Углеводородные цепочки жирных кислот миелина упакованы плотнее, чем в других мембранах, но ближе к середине бислоя они обладают большей свободой движения. Поскольку более чем у 25% жирных кислот миелина углеродный скелет на 4-5 атомов длиннее, чем в других мембранах, то в центре бислоя может происходить переплетение ацильньгх радикалов. Это особенно характерно для сфинголипидов. Церебрознды, сульфамиды и полифосфоинозитиды локализованы преимущественно в наружном монослое, в котором в два раза больше холестерина. Холестерин имеет предпочтительное сродство к длинноцепо-чечным радикалам сфинголипидов и к моноеновым оксикис-лотам галакголипидов. Он интеркалирован между гидрофобными цепочками и модулирует латеральную подвижность липидов и движение ацилов внутри бислоя. В зависимости от концентрации холестерин проявляет уплотняющий, сегрегирующий эффект или увеличивает жидкостность.

Фазовые переходы и внутримолекулярные движения компонентов миелина пока мало изучены.

Белковый состав миелина ЦНС относительно прост, два главных белка — сильноосновный, гистоноподобный белок и гидрофобный протеолипидный белок — составляют 60-80% от общих белков миелина. Оставшаяся часть падает на гетерогенную группу, включающую некоторые ферменты, гликопротеины, белок Вольфграма и неопределенное число минорных компонентов.

Гликопротеины миелина ЦНС являются минорными поверхностными компонентами промежуточного периода и играют определенную роль в нейронально-глиальном узнавании в процессе миелинизации.

Для миелина характерен ограниченный набор ферментов. Маркерным ферментом миелина является 2,3-циклическая нуклео-тид-З-фосфощдролаза, 60% от активности этого фермента в мозге приходится на миелин. Относительно специфическим ферментом миелина является также гидролаза эфиров холестерина, 70-80% его активности обнаружено в миелине. В поддержании

117

низкого содержания воды в миелине принимает участие карбо-ангидраза Кроме того, в миелине присутствуют в относительно небольшом количестве зависимые и независимые от цАМФ протеинкиназы и фосфатаза.

Белок Вольфграма олигодендроглиального происхождения составляет менее 20% белков миелина и состоит из двух фракций с молекулярной массой 62000 и 54000. Это — кислый про-теолипид, обогащенный дикарбоновыми аминокислотами и содержащий 53% полярных и 47% неполярных аминокислот.

Протеолшшдная фракция Фолча-Ли гетерогенна и включает несколько белков (среди них и минорный компонент — так называемый белок Агравала). Наибольшей является доля липо-филина — белка с молекулярной массой 28000, составляющего 50% от общего протеолипидного белка. Его гидрофобность очень значительна. Он содержит 66% гидрофобных и только 18% заряженных аминокислот. В состав липофилина входит 2-3% ко-валентносвязанных жирных кислот, что еще более увеличивает его гидрофобность. Интересной особенностью этого белка является его конформационная гибкость. В водной среде степень его а-спирализации составляет 16-40%, в хлороформе-метаноле она выше, в совершенно гидрофобной среде липофилин имеет 100%-ную а-спиральную конфигурацию. Степень спирализа-ции липофилина в мембране составляет 75%. Кроме того, липофилин склонен к агрегации. Из-за своей гидрофобное™ он может быть погружен в углеводородную область бислоя и образовывать внутримембранные частицы. Белок прочно связывается с кислыми и нейтральными липидами и вызывает фазовое разделение кислых и нейтральных липидов. Около 15 молекул липидов окружают каждую молекулу липофилина. Благодаря некоторой избирательности гидрофобных взаимодействий липофилин вытесняет из своего окружения холестерин (возможно, из-за слишком жесткой конфигурации холестерина, которая не соответствует конформации поверхности липофилина). В общем, липофилин, как и другие протеолипидные белки, поддерживает стабильность миелиновых мембран, создавая межла-меллярные взаимодействия между белковыми молекулами соседних слоев, в результате которых эти слои удерживаются вместе.

Катионный основной белок миелина (КБМ) с Мг ~1б-18кД является исключительно белком миелина и локализован в зоне главного периода. Он содержит 170 а.о., из них 30% заряженных и 52% гидрофобных. КБМ характеризуется несколькими необычными особенностями.

118

КБМ — антиген, индуцирующий при введении со стимуляторами иммунитета экспериментальный аллергический энцефаломиелит, заболевание, сходное с рассеянным склерозом и сопровождающееся демиелинизацией. Установлено, что трип-тофансодержащий декапептид КБМ—Phe-Ala-Ser-Trp-Gly-Ala-Glu-Gly-Glu-Arg близок по энцефалитогенной активности целому КБМ человека. Описаны и некоторые другие олигопеп-тидные участки КБМ, обладающие несколько меньшим, но четким энцефалитогенным действием. По-видимому, внемозговые системы иммуногенеза воспринимают КБМ или его фрагменты как чужеродный белок. В норме КБМ с ними не взаимодействует в силу иммуноавтономности ЦНС. Какие-то, пока неясные повреждения, нарушая эту автономию, открывают путь этим взаимодействиям и обусловливают "агрессию" иммунной системы организма в отношении собственного миелина.

КБМ может гликолизироваться по треонину-981Ч-ацетил-галактозаминилтрансферазой и в отличие от других белков миелина может фосфорилироваться по некоторым остаткам серина, треонина, аргинина и гистидина. Фосфорилирование основного белка рассматривается как инициация миелиниза-ции.

Основной белок, связывая кластеры кислых липидов через полярные группы, изменяет упаковку ацилов в области полярных группировок и не оказывает существенного эффекта на центр бислоя. Этот белок изменяет энтальпию Т-фазового перехода кислых липидов и проницаемость бислоя, Липидный состав мембраны определяет, какие участки основного белка будут экранированы липидной фазой, а какие — экспонированы в водную фазу. Таким образом, от липидного состава мембраны зависит, будет ли антигенная или энцефалито-генная сторона подвержена атаке антителами и макрофагами. Этим, видимо, объясняется варьирование эндефалитогенных участков основного белка от вида к виду.

Электростатическое и гидрофобное взаимодействие основного белка с липидами близлежащих слоев, так же как и в случае липофилина, создает межламеллярные взаимодействия и поддерживает адгезию миелиновых слоев, стабилизируя многослойную структуру миелина.

Для понимания молекулярной организации мембраны миелина критическим является изучение коротко- и длинноради-усных взаимодействий между белками и липидами. Несомненно, что изменение структуры белков или липидов ведет к изменению такого рода взаимодействий и приводит к нестабильности миелина, в том числе к демиелинизации.

Пока мало известно о факторах, начинающих и заканчивающих образование миелиновых мембран. Возможно, что миели-низация запускается критическим диаметром аксона или ка-

119

ким-то нейротропным фактором. В этом строго контролируемом и синхронизированном процессе большую роль играют контакты между мембранами аксона и олигодендроглии.

Ранний, рыхлый, некомпактный миелин морфологически отличается от зрелого миелина наличием остатков цитоплазмы между слоями. Пластинчатые структуры рыхлого миелина химически сходны с плазматической мембраной олигодендроци-та и не имеют физических свойств компактного миелина. Для превращения рыхлого миелина в компактный мозг 20-дневной крысы ежедневно синтезирует 3,5 мг миелина, т.е. каждый оли-годендроцит производит миелина в 3 раза больше своей массы.

Компактность миелина увеличивается по мере включения основного и протеолипидного белков, холестерина, длинноцепо-чечных галактолипидов, плазмалогенов и, соответственно, по мере уменьшения доли высокомолекулярных белков, десмосте-рола, исчезновения полисиалоганглиозидов.

Мало известно о месте синтеза белков миелина, их транспорте и модификации перед сборкой, их деградации. Скорее всего, протеолипидный белок синтезируется на мембранно-свя-занных, а основной — на свободных рибосомах. Белки вступают в зреющую мембрану раньше липидов. В период активной мие-линиза

страница 24
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Скачать книгу "Нейрохимия: Учебник для биологических и медицинских вузов" (21.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(18.09.2019)