Белки. Биосинтез белка, регуляция. Патология обмена белков, страница 10

*     


Рис.Семейства N-гликозидносвязанных белково-углеводных комплексов.

1.  Семейство с высоким содержанием маннозы

2.  Гибридный тип содержит кроме манозы другие гексозы и аминогексозы

3.  Комплексныйподобен гибридному, но кроме гексоз и аминогексоз содержит различные количества производных нейраминовой кислоты, присоединенных к концевым отделам олигосахаридных частей молекул.

Углеводы в белке могут быть сигналами в клеточной сортировке белков.  Ферменты, которые предназначены для лизосом (лизосомные ферменты) направляются после синтеза на рибосомах  в лизомы  специфичной модификацией углеводного компонента фермента. Лизосомные ферменты относятся  к семейству  N связанных гликопротеинов и имеют базовый олигосахарид, содержащий маннозу.  Во время прохождения  через аппарат Гольджи к С6 одной из манноз присоединяется  остаток a-N-ацетилглюкозамин-1-фосфата  (Глюк N-Ац - 1 - Ф) при участии  Глюк N-Ац-фосфотрансферазы. Образуется  фосфодиэирная связь  (Глюк N-Ац - 1 - Ф -6-Манноза- Белок). Вторая реакция (катализируемая Глюк N-Ац -1-фосфодиэфир-N-ацетилглюкоминидазой) удаляет Глюк N-Ац, при этом остающийся остаток маннозы, связанной с белком фосфорилирован в 6 положении: Ман-6-Ф -Белок. В мембранах аппарата Гольджи имеется специфический  рецептор к Ман- 6-Ф. Связывание Ман-6-Ф  рецептором обеспечивает перенос ферментов в лизосомы.

Идентифицировано два различных рецептора к  Ман- 6-Ф. Они являются  интегральными мембранными белками. Один рецептор большой с молекулярной массой около 275 кДа, а  другой рецептор с меньшей молекулярной массой (около  46 кДа). Большой рецептор связывает 2 молеклы Ман- 6-Ф, а меньший  -1 молекулу на  субъединицу. Больший рецептор не требует дивалентных катионов  для связывания лиганда и назван  катион независимым Ман-6-Ф  рецептором (CI-MPR).  У людей  CI-MPR также связывает негликозилированный  полипептидный  гормон подобный инсулину фактор роста II (IGF -II) и  поэтому называемый  Ман-6-Ф/IGF-II рецептором. Участки, связывающие IGF –II и  Ман-6-Ф,  различаются  друг от друга. Получены доказательства, что оба рецептора  обеспечивают направление недавно синтезированных лизосомных ферментов к лизосомам.

Нарушение  активности Глюк N-Ац-фосфотрансферазы, катализирующей присоединение Глюк N-Ац- 1-Ф к остаткам Ман (Глюк N-Ац-фосфотрансферазы) в лизосомных ферментах приводит к формированию плотных включений в фибробластах и нарушению правильного перемещения ферментов в лизосомы. Описаны два заболевания , связанные с нарушением  транспорта лизосомных ферментов:  I – клеточная болезнь (муколипидоз II) и  полидистрофия (муколипидоз III), или  муколипидоз -HI. I - Клеточная болезнь характеризуется  тяжелыми психомоторными нарушениями , деформацией скелета, болезненной  ограниченной  подвижностью  в суставах и ранней смертностью. В крови увеличивается активность ферментов лизосом. Муколипидоз III протекает  менее тяжело; она прогрессирует более медленно, и  больные доживают до взрослого состояния.

Углеводы белков клеточных поверхностей ответственны за клеточную специфичность.

 Антигены групп крови АВО - это углеводные  половины гликолипидов  на поверхности клеток  или  углеводные части гликопротеинов сыворотки. Углеводная часть поверхностных антигенов  эритроцитов  связана со сфинголипидами, формируя  класс гликосфинголипидов. Те же углеводные компоненты в составе гликопротеинов  сыворотки крови  названы  секреторными формами. Групповая принадлежность обеспечивается особенностями структуры углеводной части

Рис.Структура углеводной части антигенов групп крови системы АВ0.

Углеводы могут присоединяться к белкам при участии липидов. Некоторые мембранные  гликопротеины соединяются с мембраной  при помощи липидов: белок соединяется с углеводом через фосфатидилэтаноламин, а углевод в свою очередь присоединяется к мембране через связь с фосфоатидилинозитолом. Последний выполняет роль мембранного  якоря для всего гликолипопротеина.  Связь называют гликозилфосфатидилинозитольгным (GPI) якорем. Один из белков, стабилизированый таким якорем к мембране эритроцитов DAF (decay-accelerating factor) – белок, предотвращающий лизис эритроцитов системой комплемента. Нарушение связи этого белка с мембраной  отмечено при пароксизмальной   ночной  гемоглобинурии. Известны и другие белки использующие GPI якорь для проявления активности - ферменты АХЭ, кишечная  и плацентарная  щелочная  фосфатаза и 5 ' нуклеотидаза, молекулы клеточной агезии N-CAM (neural Cell Adhesion Molecule) и T- Клеточные маркеры Thy1 и LFA-3 ((Lymphocyte Function associated Antigen-3).

.

Рис.. Участие липидов в связывании  углеводов и белков в белково-углеводных комплексах.

Некоторые вирусы бактерии и простейшие используют гликопротеины для проникновения в клетки. Возбудитель малярии  Plasmodium  vivax, связывается  с эритроцитарным хемокиновым  рецептором  (рецептор интерлейкина-8) при проникновении в клетку. С той же целью риновирусы используют присоединение к молекуле, участвующей в межклеточной адгезии ICAM-1.MN система групп крови - хорошо характеризованный набор поверхностных антигенов  эритроцитов, представляющие углеводные  модификации трансмембранного гликопротеина  гликофорина. Гликофорин - клеточный рецептор для вируса гриппа и рецептор для вторжения эритроцита малярийным паразитом Plasmodium  falciparum. . Helicobacter pylori - бактерия, ответственная за хронический активный гастрит и  язвенную болезнь желудка  и двеннадцатиперстной кишки может быть причиной  аденокарциномы желудка. Эта бактерия присоединяется  к гликопротеину  на поверхности слизистых клеток желудка (антиген  группы крови системы Льюиса),.