Гликопротеиды, общая характеристика, свойства, классификация: истинные гликопротеиды и протеогликаны, отличие истинных гликопротеидов от протеогликанов.

Гликопротеидыполучили название от слова «glucos» - сладкий, т. к. было установлено, что они содержат углеводы. Простетическая группа представлена различными углевода­ми и их производными, связь ее с белком ковалентная, углеводпептидная.

В настоящее время установлено, что практически все бел­ки (за исключением альбуминов крови) содержат небольшое количество углеводов, и поэтому к гликопротеидам относятся только те белки, у которых концентрация углеводов составля­ет более 4%.

Все гликопротеиды обладают высокой молекулярной мас­сой (до нескольких млн. Д), кислыми свойствами, раствори­мы в воде, слабых растворах нейтральных солей и щелочей, осаждаются кислотами и обладают высокой вязкостью. Они тер­мостабильны, т. к. углеводы, входящие в их состав, значительно повышают устойчивость молекул к различным хими­ческим веществам и нагреванию, защищают их от действия протеаз, определяя тем самым биологическую роль гликопротеидов. Углеводы придают белкам большую специфич­ность, за счет этих групп макромолекулы гликопротеида могут распознавать другие структуры.

Гликопротеиды в большом количестве содержатся в меж­клеточном веществе соединительной ткани, плазме крови, слюне и других секретах, в составе цптоплазматических и раз­личных внутриклеточных мембран, в цитозоле. Роль гликопротеидов разнообразна. Они транспортируют гидрофобные вещества и ионы металлов; входя в состав рецепторов мемб­ран, обеспечивают специфичность контактов клетки, влияют на дифференцировку тканей, участвуют в иммунологических реакциях, выполняют защитную роль, покрывая слизистые оболочки.

Делятся на истинные гликопротеиды и протеогликаны. Это деление основано на различном % соотношении белковой части и простетической группы, а также на строении простетической группы.

 

1. Истинные гликопротеиды, строение, представители: муцины; иммуноглобулины; белки, обусловливающие группу крови; гормоны; транспортные белки; ферменты; рецепторы, их значение, распространение.

В составе истинных гликопротеидов на белковую часть приходится около 80%, а на долю простетической группы – примерно 20%. В истинных гликопротеидах простетическая группа представлена полисахаридами, не имеющими регулярного строения. В состав простетической группы истинных гликопротеидов входят различные моносахариды и их аминопроизводные, нейраминовые или сиаловые кислоты в различных сочетаниях и соотношениях, т.е. простетическая часть истинных гликопротеидов не имеет регулярного строения. Истинные гликопротеиды широко распространены в организме и выполняют разнообразные функции

К истинным гликопротеидам относятся: муцины, белки, определяющие группу крови; рецепторы, ферменты, гормоны, транспортные белки.

Муцины – это белки слизи, находятся в ротовой полости, покрывают все слизистые оболочки. Состоят из простого белка, а в состав простетической группы входят в различных количествах и в различных сочетаниях моносахариды, гексозамины, сиаловые и нейраминовые кислоты. Из моносахаридов в составе муцинов находятся: глюкоза, галактоза, фукоза и др. Вязкость муцинов зависит от количества сиаловых кислот. Значение муцинов: защитная – покрывая слизистые оболочки ЖКТ, дыхательной, мочевыделительной системы – предохраняют их от высыхания и от воздействия физических и химических факторов.

Белки, определяющие группу крови.

Белки, обуславливающие групповую специфичность крови, по строению простетической группы относятся к истинным гликопротеидам, но отличаются от них высоким (до 85%) содержанием углеводов, наличием в молекуле простетической группы ацетилглюкозамина и весьма своеобразным построением белковой части, которая, по-видимому, участвует в поддержании определённой конформации углеводных цепей. Своеобразие белковой части заключается в том, что 2/3 всех аминокислот составляют 4 аминокислоты: тре, про, сер, ала, т.е. количественный состав белков независимо от их специфичности очень сходен. Антигенная активность этих белков определяется следующей последовательностью углеводов на концах углеводной цепи: Д-галактоза-N-ацетилглюкозамин-Д-галактоза-N-ацетилглюкозамин. Группа крови зависит от того, какой углевод присоединён к этому фрагменту. Для вещества Н – это фукоза, для вещества А – это фукоза и N-ацетилгалактозамин, определяющий А-специфичность, для вещества В – фукоза и концевая галактоза, определяющая В-специфичность. Таким образом различия в специфичности углеводных цепей могут достигаться присоединением к концевому фрагменту фукозы, N-ацетилгалактозамина или галактозы, причём вещество Н может рассматриваться как предшественник группоспецифических веществ А и В. Полная серологическая реактивность группо-специфических веществ возможна только при сохранении целостности всей молекулы этих соединений.

Рецепторы располагаются на наружной поверхности мембран, цитоплазме в мембранах органелл. Некоторые ферменты и некоторые гормоны содержат в своём составе углеводы, а такие белки как транкортин, гаптоглобин, иммуноглобулины тоже относятся к гликопротеидам.

2. Протеогликаны, строение, представители, значение.

В молекуле протеогликанов, наоборот, на долю белков приходится от 2-2,3% до 10%, а на углеводную часть – 90-98%. В протеогликанах – углеводы регулярные.

Протеогликаны – сложные белки, находятся в основном веществе соеди нительной ткани. Т.к. в их составе имеется большое количество кислот в виде простетической группы, они являются полианионами и участвуют в распределении и диффузии воды, катионов. Являясь базальной мембраной, протеогликаны участвуют в распределении питательных веществ. Соединяясь со структурными белками, они образуют «молекулярное сито», а также образуют перегороженные пространства (домены), в которых находится вода, за счет этих перегородок вода не перемещается. Объем клеток и тканей зависит от протеогликанов. Простетическая группа этих белков называется гликозамингликанами (ГАГи). Они делятся на три вида: гиалуроновая, хондроитинсерная кислоты, гепарин.

4. Простетическая группа протеогликанов – гликозамингликаны – (ГАГи) хондроитинсерная, гиалуроновая кислоты, гепарин. Понятие о строении, значение.

Протеогликаны содержат небольшую (2-5%) белковую часть и простетическую группу, представленную гликозамингликанами (ГАГами). Последние имеют регулярное строение, т. е. состоят из чере­дующихся дисахаридов, в состав которых включены уроновые кислоты и ацетилгексозамины (рис. 7). Различают 6 видов ГАГов - гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты А, В, С, кератансульфаты и гепарин, отличающиеся друг от друга природой уроновых кислот, гексозаминов, степенью сульфатирования, типом химической связи, соединяющей между со­бой мономеры, молекулярной массой, свойствами. В таблице приведены основные гликозамингликаны тканей человека.

 

 

Таблица Химический состав гликозамингликанов

Название гликозамин- гликанов	Состав дисахаридной единицы	Связь между мономерами	Положение серной кислоты
Гиалуроновая кислота	β -глюкуроновая и ацетилглюкозамин	Β -1,3- гликозидная	-
Хондроитинсульфат А	β -глюкуроновая и ацетилгалактозаминсульфат	Β -1,3- гликозидная	к С4
Хондроитинсульфат С	β -глюкуроновая и ацетилгалактозаминсульфат	Β -1,3- гликозидная	к С6
Хондроитинсульфат В	идуроновая и ацетилгалактозаминсульфат	Β -1,3- гликозидная	к С4
Кератансульфат	идуроновая и ацетилгалактозаминсульфат	Β -1,4- гликозидная	к С2
Гепарин	Ацетилглюкозаминсульфат и глюкуронилсульфат	α-1,4- гликозидная	к С6

Гиалуроновая кислота содержит от 100 до 20000 тысяч дисахаридных остатков, связанных между собой b-1,4-гликозидной связью. Дисахаридный остаток состоит из b-глюкуроновой кислоты и b- ацетилглюкозамина, связь между ними b-1,3-гликозидная. Гиалуроновая кислота встречается в стекловидном теле, пуповине, выполняя защитную роль, не давая распространяться инфекции. Находясь между эндотелиальными клетками сосудов, выполняет цементирующую роль, уменьшая проницаемость стенки сосудов. Известно также, что гиалуроновая кислота играет роль смазки, находясь в составе синовиальной жидкости. Усиливает митоз.

return false">ссылка скрыта

Хондроитинсерная кислота – короткоцепочечный сульфатированный полисахарид. В состав цепи входят от 20 до сотни дисахаридных остатков. Дисахарид хондроитинсерной кислоты имеет следующий состав: b-глюкуроновая кислота и b- ацетилгалактозаминсульфата, связь между ними b-1,3-гликозидная. Хондроитинсульфаты могут быть трех видов, в зависимости от того, к какому углероду ацетилгалактозамина присоединена сернмежду ними b-1,3-гликозидная. Хондроитинсульфаты могут быть трех видов, в зависимости от того, к какому углероду ацетилгалактозамина присоединена серная кислота. Хондроитинсерная кислота встречается в костной и хрящевой ткани. Роль хондроитинсульфата заключается в том, что участвует в минерализации костной и хрящевой ткани, в фибриллогенезе, уменьшает митоз.

Гепарин также имеет короткую цепь, в которой содержание серной кислоты большое. Мономер гепарина представляет собой дисахаридный остаток, состоящий из b-глюкуронилсульфата и a- ацетилглюкозаминсульфата, связь между ними a-1,4-гликозидная. Гепарин синтезируется в тучных клетках соединительной ткани. Является антикоагулянтом, активатором фермента ЛПЛ, способствуя, таким образом, превращению атерогенных ЛП в антиатерогенные. В качестве ингибитора гиалуронидазы, гепарин обладает противовоспалительным действием, т.к. препятствует разрушению гиалуроновой кислоты, а также гепарин связывает излишки гистамина.

Представителями протеогликанов являются гиалуропротеид, который состоит на 2-2,3% из белка, остальная часть приходится на долю гиалуроновой кислоты. Этот белок находится в суставной жидкости, выполняет роль смазки.

П-ой представитель – хондромукоиды, состоящие на 10% из белка, на 90% из хондроитинсульфатов, имеющих значение в оссификации хрящевой и костной ткани, в фибриллогенезе, митозе.

5. Хромопротеиды, общая характеристика, классификация (гемопротеиды, пигменты, магнийпорфирины).

Хромопротеиды- это окрашенные сложные белки, состоящие из простого белка и простетической группы, в составе которой имеются металлы. Однако металлы входят в состав органического вещества типа гемов и в составе последних являются простетической группой. Хромопротеиды имеют большое значение, т.к. отдельные представители участвуют в фотосинтезе, дыхании, транспортируя кислород и СО₂, в окислительно-восстановительных реакциях, способствуя выделению энергии, в свето- и цветоощущениях.

Хромопротеиды делятся на три группы - это гемопротеиды, имеющие в своем составе гем, магнийпорфирины, содержащие в качестве простетической группы порфирин, в центре которого находится магний. Представителем магнийпорфиринов является хлорофилл. Третья группа называется пигменты. Это вещества, которые окрашивают кожу, волосы, глаза. Состоят пигменты из простого белка и так называемого меланоидного компонента. Основным веществом, входящим в этот компонент, является меланин.

6. Дыхательные белки (миоглобин, гемоглобин), строение, роль.