Параграф 39. гликопротеины

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

ПАРАГРАФ 39:
«ГЛИКОПРОТЕИНЫ».
Специфичность и распознавание, РЕЦЕПЦИЯ.
См. сначала п.29 и п.38.
39.1. Гликопротеины: определение и структура.
Гликопротеины – это соединения углеводов (глико) и белков (протеинов), в которых преобладает белковый компонент (около 95%); в протеогликанах преобладает углеводный.
Реакция углеводного компонента нейтральная (в протеогликанах – кислая), поэтому он относится к нейтральным углеводам.
Углеводный компонент гликопротеинов представлен разветвлённым соединением из нескольких (около 10) моносахаридов, которое называется ОЛИГОСАХАРИДОМ (а в протеогликанах - полисахаридом). Поскольку моносахариды при этом разные, то олигосахарид является гетеро/олигосахаридом.
МОНОМЕРАМИ олигосахарида, как и полисахаридов, являются глюкоза и другие ГЕКСОЗЫ (манноза, галактоза), а также соединения, в которых вместо ОН группы гексоз есть аминогруппа (–NH2) – ГЕКСОЗАМИНЫ (глюкозамин, маннозамин).
В нейтральных гликопротеинах встречаются мономеры, специфичные именно для них и не характерные для гетерополисахаридов – фукоза и сиаловые кислоты. Сиаловые кислоты имеют диагностическое значение.
Источником аминогруппы при синтезе гексозаминов является амидная группа аминокислоты глутамина.

39.2. Местонахождение гликопротеинов –
в мембранах клеток и в плазме крови.
В мембранах клеток (см. 116) углеводные компоненты гликопротеинов обращёны во внеклеточную среду, находятся на внешней поверхности мембран и выполняют на них функции распознавания веществ в среде и на поверхности соседних клеток, то есть функции рецепторов.
Совокупность углеводных компонентов гликопротеинов на поверхности клетки называется ГЛИКОКАЛИКСОМ.

39.2. Свойства гликопротеинов и функции.
1. Главное свойство гликопротеинов – способность к СПЕЦИФИЧЕСКОМУ РАСПОЗНАВАНИЮ.
Это свойство основано на особенностях структуры гликопротеинов – на том, что в природе существует огромное разнообразие углеводного компонента – олигосахаридов. Благодаря разнообразию мономеров, их сочетаний, разветвлений цепочки.
Способность к специфическому распознаванию позволяет гликопротеинам узнавать и (при необходимости) специфически связывать многочисленные определённые вещества в крови и на поверхности мембран, в том числе вещества на поверхности других клеток, что важно для адгезии, иммунитета, гистосовместимости.
Благодаря способности к специфическому распознаванию гормоны узнаются и связываются рецепторами, антигены распознаются и связываются антителами, транспортируемые вещества распознаются и связываются транспортными белками, вещества по поверхности клетки распознаются гликопротеинами на поверхности другой клетки и т.д.

2. Углеводный компонент гликопротеинов хорошо растворим в воде (гидрофилен) благодаря своей структуре – благодаря тому, что является олигосахаридом из нескольких моносахаридов со множеством растворимых в воде групп (–ОН, –NH2).
Хорошая растворимость углеводного компонента в воде позволяет гликопротеинам находиться и выполнять свои функции в биологических жидкостях и в водной среде на поверхности клеток.

3. Углеводный компонент делает гликопротеины менее подверженными разрушению, более устойчивыми к катаболизму, придаёт им стабильность. Например, гликопротеин пепсин может работать в кислой среде желудка.

39.3. Синтез и секреция гликопротеинов. См. п.82 и 83.
Сначала синтезируется белковый компонент гликопротеинов. Это происходит на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума (ЭПР).
Начальная (лидерная) последовательность полипептидной цепи (ППЦ) позволяет ей проникнуть через мембрану ЭПР (играет роль сигнала), благодаря чему при продолжении синтеза ППЦ она оказывается в полости ЭПР.
После этого внутри полости ЭПР сигнальный пептид отщепляется под действием фермента, который называют сигнальной пептидазой (это пример ограниченного протеолиза – см. п.83 и п.6).
Дальнейший синтез ППЦ позволяет получить весь белок. В полости ЭПР происходит присоединение к белку мономеров (гексоз и гексозаминов) будущего углеводного компонента (олигосахарида). Этот процесс называется ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕМ белка (не путать с гликозилированием белков в плазме при повышенной концентрации глюкозы в крови – см. п.37 и 103). Гликозилирование белков является одним из примеров видоизменений ППЦ после трансляции – к пост/трансляционной модификации (п.83).
После синтеза гликопротеина происходит отделение от ЭПР пузырька, окружённого мембраной, с молекулами гликопротеинов внутри. Такие пузырьки называются везикулами.
Везикулы с гликопротеинами транспортируются к внешней мембране клетки, после чего их мембрана «сливается» с цитоплазматической мембраной – липиды мембраны пузырька встраиваются в мембрану клетки.
При этом гликопротеины оказываются снаружи клетки. Если они не находились в мембране пузырька, то оказывается во внеклеточной среде (например, гликопротеины плазмы, пепсин в желудке, коллаген) – так происходит СЕКРЕЦИЯ гликопротеинов из синтезирующих их клеток, а если находились в мембране пузырька, то оказываются в мембране клетки в качестве мембранных белков – рецепторов и т.д.
Мутации в генах, кодирующих гликопротеины, приводят к отсутствию гликопротеинов, нарушению их функций (недостаточной или избыточной активности).

39.4. Диагностическое значение гликопротеинов плазмы, гипергликопротеинемии.
Некоторые гликопротеины находятся в крови, их концентрация может повышаться, это повышение концентрации гликопротеинов в крови называется ГИПЕРгликопротеинЕМИЕЙ (сравните слово с гиперГЛИКемией и не путайте).
Гипергликопротеинемии нет у здоровых людей в обычных состояниях, только у больных или у беременных.
Поэтому обнаружение гипергликопротеинемии указывает на наличие заболевания или беременности – и необходимо выяснить причину гипергликопротеинемии.
Гипергликопротеинемия не указывает ни на какое конкретное заболевание, по ней невозможно сказать, чем человек болен, НЕВОЗМОЖНО ПОСТАВИТЬ ДИАГНОЗ без дополнительных анализов.
Но при уже известном заболевании по гипергликопротеинемии судят О ТЯЖЕСТИ ЗАБОЛЕВАНИЯ, его остроте (чем выше концентрация гликопротеинов – тем тяжелее, острее), а также об ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ (если быстрее снижается уровень гликопротеинов – тем лучше лечение).

Патологические состояния, при которых бывает гипергликопротеинемия:
1 – сахарный диабет,
2 – воспалительные заболевания (ревматизм и т.д.),
3 –онкологические заболевания.

39.5. Гликопротеины плазмы крови: места синтеза, функции.
См. таблицу в 39.6. Гликопротеины плазмы крови относятся к фракции ГЛОБУЛИНОВ (п.90).
1 – Гликопротеиновые гормоны, находящиеся в крови, продуцируются ГИПОФИЗОМ (гонадотропины и тиреотропин).
2 – АНТИТЕЛА продуцируются В-лимфоцитами. (В – не «бета», а просто «бэ»).
3 – Остальные гликопротеины плазмы крови продуцируются ПЕЧЕНЬЮ.
См. таблицу в 39.6