Метаболизм бук

СИНТЕЗ БУК

В зависимости от типа связи между белковым компонентом и сахаром различают два вида БУК.

1. Бук с о-гликозидной связью

Белковая часть синтезируется на рибосомах (матричный синтез)

Углеводная часть синтезируется путем последовательного присоединения к OH-группе серина, треонина или гидроксилизина моносахаров.

В синтезе участвуют ферменты гликозилтрансферазы (специфичны), субстратами являются активированные моносахариды (УДФ-глю или УДФ-гал).

2. Бук с n-гликозидной связью

Белковая часть синтезируется на рибосомах (матричный синтез)

Углевод синтезируется на специальном носителе — долихоле (полиизопреновое соединение) и затем присоединяется к атому азота амидной группы аспарагина с помощью фермента олигосахаридтрансферазы.

РАСПАД БУК

Разрушение БУК происходит с участием лизосомных ферментов. Белковую часть расщепляют протеиназы, а углеводную цепь — гликозидазы и сульфатазы.

При врожденных дефектах в строении и функционировании этих ферментов развиваются заболевания — мукополисахаридозы (болезни накопления БУК; лизосомные болезни)

Наследуются с участием Х-хромосомы и аутосомно. Частота возникновения — 1:100.000 новорожденных. У больных в лизосомах накапливаются продукты неполного расщепления БУК. Накапливаемые ГАГ видны в клетках хряща, фасций, сухожилий, периоста, кожи, оболочек мозга, сосудах, селезенке, печени и выделяются с мочой

Диагностика: выделение ГАГ с мочой; дефекты ферментов; накопление ГАГ в культуре фибробластов; медико-генетическое консультирование; пренатальная диагностика — амниоцентез

Коллагены

Коллагены — основные гликопротеины соединительных тканей. Они составляют 25% всех белков организма человека и обеспечивают сопротивление растяжению в отличие от ПГ, которые противодействуют сжатию.

В геноме человека 30 генов, кодирующих коллагеновые α-цепи. Выделено свыше 20 типов коллагеновых молекул (изоколлагены).

Изоколлагены типов I–III получили название фибрилформирующих коллагенов, а изоколлагены IX и XII — фибриллассоциируемых коллагенов, так как они обычно связаны с коллагеновыми волокнами, которые образовали фибрилформирующие коллагены. Фибриллассоциируемые коллагены обеспечивают соединение волокон с другими молекулами матрикса. Типы IV и VII называют сетьформирующими коллагенами. Они образуют сетевидные структуры и чаще всего находятся в базальных мембранах, обеспечивая связь клеточных слоев эпителия с подлежащей соединительной тканью. Это особенно важно для кожи.

Структурная организация коллагена

Аминокислотный и углеводный состав

• ГЛИ (1/3)

• ПРО и ОН-ПРО – 1/5

• ОН-ЛИЗ

• Отсутствуют серусодержащие и ароматические аминокислоты

• Углевод — дисахарид (глюкоза + галактоза).

Первичная структура

Левозакрученная полипептидная цепь состоящая из триад аминокислот. В триадах третья аминокислота всегда глицин, вторая — пролин или лизин, первая — любая другая аминокислота, кроме трёх перечисленных. Из-за большого количества иминокислот в полипептидной цепи не возможно образование водородных связей.

Вторичная структура

3 полипептидные цепи коллагена сворачиваются в тройную, линейную, правозакрученную спираль.

Такая молекула называется тропоколлаген. Стабилизируется водородными связями между пептидными группировками и дисульфидными связями между остатками цистеина на N- и С-концах молекулы. Молекула тропоколлагена растворима в воде и не способна к образованию фибрилл.

Третичная и четвертичная структуры коллагена формируются внеклеточно.

После удаления дополнительных пептидов, богатых цистеином, троиные спирали коллагена становятся нерастворимыми и способными к агрегации. Это способствует формированию волокнистых структур, которые образованы многочисленными тройными спиралями коллагена. Между молекулами коллагена образуются поперечные сшивки, в результате чего волокна коллагена приобретают поперечную исчерченность.