Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

Н2—СН—СООН

Таблица 3S.3

Гликозаминогликаны и структура их повторяющихся углеводных единиц

Наименование

Компоненты повторяющейся дисахаридиой единицы

Связи н последовательность гетерополисахарндных групп

Гиалуроновая кислота D-Глкжуроновая кислота (GkUA), ...GlcUA^l—>-3)GIcNAc(pi—>-4)GlcUA^l-

>]-ацетил-В-глюкозамин (GlcNAc) —>-3)GlcNAc(pi—>-4)...

Хондроитин-4-сульфат (хондроитинеульфат A)

D-Глюкуроновая кислота (GlcUA),

№-ацетил-П-галактозамин-4-сульфат

(GlcNAc-4S)

.GlcUA (? 1 —*3) GalNAc-4S (?? —>-4) GlcUA (? 1 --*3)GalNAc-4S^l —И)-

Хондроитин-6-сульфат (хондроитинеульфат С)

D-Глюкуроновая кислота (GlcUA),

Ы-ацетил-О-галактозамин-б-сульфат

(GalNAc-6S)

.GlcUA^l —>-3)GaiNAc-6S№l—H)GlcUAtfl-—»-3)GalNAc-6S^l—И)...

Дерматансульфат3' (хондроитинеульфат В)

L-Идуроиовая кислота (ldUA),

Ы-ацетил-0-галактозамип-4-сульфат

(GalNAc-4S)

,.ldUA(pi—>-3)GalNAc-4Stfl —->-4)IdUA(al-—»-3) GalNAc-4S (??—>4)...

Ксратпнсульфаты I и II

D-Галактоза (Gal), Ы-ацетил-Б-глю-козамин-6-сульфат (GlcNAc-6S)

.Gal (? 1 —»-4) GlcNAc-6S (??—>-3) Gal (??--*4) GlcNAc-6S (? 1 —»-3)...

Гепарансульфат5' и гепарин

В-Глюкуронил-2-сульфат (GlcUA-2S), N -а цетил-D -глюкоза мин-6-сульфат (GlcNAc-6S)

,IdUA-2S(al—H)GlcNAc-6S(al—»

->-4) GlcUA-2S (?? —M)GIcNAc-6S (al—»-4).

а Может содержать также глгокуроиовую кислоту.

6 Может содержать также ?-сульфопроизводные глюкозамина (вместо ?-ацетилглюкозамина) и различные количества идуроно-вой и глюкуроновой кислот.

38. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

1483

38.4. Протеогликаны

38.4.1. Структура

Протеогликаны образуют основное вещество внеклеточного матрикса соединительной ткани и могут составлять до 30% сухой массы ткани. Это полианионные вещества большой молекулярной массы, которые содержат большое число различных гетерополи-сахаридных боковых цепей, ковалентно связанных с полипептидным остовом. В отличие от простых гликопротеидов, которые содержат только несколько процентов углеводов (по массе), протеогликаны могут содержать до 95% (и более) углеводов. Более того, по свойствам они более сходны с полисахаридами, чем с белками. Полисахаридные группы протеогликанов можно получить с хорошим выходом после обработки протеолитическими фермен*

Таблица 38,4

Распределение гликозаминогликанов в различных тканях3

Гиалуроно- Хондроитинсульфат Кератаисульфат Гепарин

Ткань вая кислота А В с I II Кожа + +

Хрящ + + + +

"Сухожилия Связки + + +

Пуповина + + +

Стекловидное тело

Синовиальная жидкость +

Клапаны сердца + +

Межпозвоночные диски + +

Кость + +

Роговица + +

Печень +

Легкие

Стенкн артерий

Эмбриональный хрящ + + +

Тучные клетки

а Плюс означает обнаружение рассматриваемого полисахарида в данной ткани Отсутствие знака «+» не обязательно свидетельствует о полном отсутствии других полисахаридов, помимо тех, которые указаны; если, однако, они имеются, то в очень малых концентрациях.

1484

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

тами. Эти группы вначале назывались мукополисахаридами, но теперь предпочитают термин гликозаминогликаны, так как все они содержат глюкозамин или галактозамин.

Различают шесть основных класов гликозаминогликанов; их названия и некоторые из характерных структурных свойств приведены в табл. 38.3.

Каждый из гликозаминогликанов содержит характерную для него повторяющуюся дисахаридную единицу (табл. 38.3); во всех случаях (кроме кератансульфатов) эта единица содержит либо глюкуроновую, либо идуроновую кислоту. Все гликозаминогликаны, за исключением гиалуроновой кислоты, содержат остатки моносахаридов с О- или ?-сульфатной группой. Гликозаминогликаны значительно различаются по размерам, и их молекулярные массы находятся в пределах от ~ 104 для гепарина до ~ 107 для гиалуроновой кислоты. Выделенные индивидуальные гликозаминогликаны могут содержать смесь цепей различной длины. В некоторых протеогликанах имеются небольшие количества Сахаров, отличающихся от тех, которые входят в состав повторяющихся дисахарид-ных единиц; они участвуют в связывании полисахаридных цепей с пептидной цепью. Данные о распределении гликозаминогликанов в различных тканях приведены в табл. 38.4. '

38.4.1.1. Гиалуроновая кислота

Повторяющаяся дисахаридная единица этого гликозаминогли-кана имеет следующую структуру:

Повторяющаяся еЭиница гиалуроновой кислоты

Содержание белка в гиалуроновой кислоте определить довольно трудно, так как в большинстве препаратов содержится не более 1—2 масс.% белка. Во время выделения гиалуроновая кислота может быть деградирована; гиалуроновая кислота, выделенная из хряща щадящими методами, имеет молекулярную массу в пределах от 105 до 10'. Во многих тканях гиалуроновая кислота находится в небольших количествах, однако она играет важную структурную роль в образовании агрегатов протеогликанов (разд. 38.4.3).

38. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

1485

38.4.1.2. Хондроитинсульфаты

Два широко распространенных гликозаминогликана, хондрои-тин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат, различаются только по положению сульфатного эфира — по 4- или 6-гидроксилу ?-ацетил-галактозамина соответственно:

повторяющаяся ебиница хснйроитин-6-сульфата

Препараты хондроитинсульфатов обычно имеют молекулярную массу в пределах 1 -10*—6-104; большинство препаратов являются полидисперсными. Препараты, выделенные из различных тканей, часто имеют различную степень сульфатирования (табл. 38.4). В тканях может находиться либо хондроитин-4-сульфат, либо хондроитин-6-сульфат, либо их смесь. Цепь из повторяющихся ди-сахаридных единиц ковалентно связана с серином полипептидного остова; при этом вставочным фрагментом является трисахарид галактозил-галактозил-ксилоза; это показано ниже на примере хондроитин-4-сульф ата:

IGIcUA (?1-»-3) GaINAc-4S]„-$l-»-4) GlcUA (?1-*3) Gal (?1-*-3)

GaI$l-»-4)XyI-pO-Ser-

Важную составную часть агрегатов в основном веществе хряща образуют хондроитинсульфаты, связанные с большой полипептидной цепью (разд. 38.4.3).

1486

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

38.4.1.3. Дерматансульфаты

Эти гликозаминогликаны в отличие от хондроитинсульфатов содержат L-идуроновую кислоту и имеют следующую повторяющуюся дисахаридную единицу:

Н NHCOCH^

повторяющаяся' еЗинида Верматансульфагпа

В повторяющейся единице обнаружены также небольшие количества глюкуроновой кислоты, заменяющей идуроновую кислоту. Эти гликозаминогликаны связаны с полипептидным остовом так же, как хондроитинсульфаты.

38.4.1.4. Кератансульфаты

Кератансульфаты I и II содержат следующую повторяющуюся дисахаридную единицу:

повторяющаяся еЭиница кератан сульфата 1и II

Они, однако, отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и находятся в разных тканях. Кератансульфат I, выделенный из роговицы глаза, содержит также фукозу, сиаловую кислоту и маннозу. Его олигосахаридная цепь из повторяющихся, единиц связана с полипептидным остовом, так же как и у сывороточных гликопротеидов (гл. 15), ?-ацетилглюкозаминил-аспара-гинильной связью, однако еще не установлен характер связи между повторяющейся дисахаридной единицей и ?-ацетилглюкозами-ном. Кератансульфат II, выделенный из хряща и костей, помимо сахаров, которые входят в состав дисахаридной единицы, содержит также ?-ацетилгалактозамин, фукозу, сиаловую кислоту и ман-

38. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ

1487

«озу. Олигосахаридная цепь кератансульфата II присоединена к белку, по-видимому, через ?-ацетилгалактозамин, образующий О-гликозидную связь с серином или треонином. Следует отметить,

что кератансульфаты часто присоединены к той же полипептидной цепи, что и хондроитинсульфаты, и участвуют в образовании

агрегатов основного вещества хряща (разд. 38.4.3).

38.4.1.5. Гепарин и гепарансульфат

Гепарин обнаруживается на поверхности многих клеток; он является, однако, внутриклеточным компонентом тучных клеток. Его повторяющаяся дисахаридная единица имеет следующую структуру:

? 0503Н ? HNS03H

повторякяцзнся еймница гепарина

Некоторая часть глюкозаминовых остатков содержит ?-ацетиль-ные, а не ?-сульфатные группы. Гепарансульфат содержит аналогичную дисахаридную единицу, но имеет больше ?-ацетильных групп, меньше ?-сульфатных групп и характеризуется меньшей степенью О-сульфатирования. Кроме того, так же как и дерма-тансульфаты, эти гликозаминогликаны содержат некоторое количество ь-идуроновой кислоты вместо D-глюкуроновой. Олигосахаридная часть гепарина и гепарансульфата присоединена к белку через остаток ксилозы так же, как это имеет место и в хондрои-тинсульфатах. Важная роль гепарина как антикоагулянта обсуждалась в гл. 30.

38.4.2. Биосинтез

Каждый из уникальных олигосахаридных фрагментов протео-гликанов синтезируется в результате последовательного действия ряда гликозилтрансфераз (гл. 15); эти ферменты катализируют перенос моносахарида с нуклеотид-сахара на соответствующий акцептор, которым может быть или другой сахар, или остаток: аминокислоты в полипептиде. Олигосахаридная часть увеличивается ступенчато, каждый раз на один остаток, причем каждый

1488

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

Рис. 38.5. Биосинтез хондроитинсульфата. Синтез начинается переносом ксилозы от UDP-ксилозы на специфичный остаток серина полипептидной цепи (стадия /). Затем на стадиях 2 и 3 две различные галактозилтрансферазы присоединяют две галактозные группы, используя в качестве донора UDP-галактозу; одна галакто-зилтрансфераза образует ?-1,3-, а другая — р-1,4-гликозидную связь. Для осуществления стадии 4 требуется UDP-глкжуронат-трансфераза (отличная от той, которая функционирует на стадии 6"); дисахаридная повторяющаяся единица присоединяется в результате последовательного действия двух трансфераз на стадиях 5 и 6. По мере роста цепи происходит сульфатирование с использованием в качестве донора ¦З'-фосфоаден

страница 71
< 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 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


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

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(15.09.2019)