Представление о синтезе углеводных компонентов гликозаминопротеогликанов
Библиотека / Обмен углеводов / Библиотека / Обмен углеводов / Представление о синтезе углеводных компонентов гликозаминопротеогликанов Представление о синтезе углеводных компонентов гликозаминопротеогликанов

Углеводными компонентами гликозаминопротеогликанов являются гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфат или дерматансульфат, присоединенные к полипептидной части молекулы с помощью О-гликозидной связи через остаток серина. Молекулы этих полимеров имеют неразветвленную структуру. В качестве примера можно привести схему строения гиалуроновой кислоты: | | Сер-О-Ксил-О-Галакт-О-Галакт-О-ГлюкурО - | Ацетил- -О- Глюкур- | | к-та | глюкоз- к-та |n | амин Из приведенной схемы следует, что молекула гиалуроновой кислоты присоединена к полипептидной цепи белка с помощью О-гликозидной связи. Сама же молекула состоит из связующего блока, состоящего из 4 мономерных единиц (Кси, Гал, Гал и Гл. К) , соединенных между собой опять-таки гликозидными связями и основной части, построенной из "n"-ного числа биозных фрагментов, в состав каждого из которых входит остаток ацетилглюкозамина (АцГлАм) и остаток глюкуроновой кислоты (Гл. К) , причем связи внутри блока и между блоками -- О-гликозидные. Число "n" составляет несколько тысяч.

Синтез полипептидной цепи идет на рибосомах с помощью обычного матричного механизма. Далее полипептидная цепь поступает в аппарат Гольджи и уже непосредственно на ней происходит сборка гетерополисахаридной цепи. Синтез носит нематричный характер, поэтому последовательность присоединения мономерных единиц определяется специфичностью участвующих в синтезе ферментов. Эти ферменты носят общее название гликозилтрансферазы. Каждая отдельная гликозилтрансфераза обладает субстратной специфичностью как к присоединяемому ею моносахаридному остатку, так и к структуре надстраиваемого ею полимера.

Пластическим материалом для синтеза служат активированные формы моносахаридов. В частности, при синтезе гиалуроновой кисло- ты используются УДФ-производные ксилозы, галактозы, глюкуроновой кислоты и ацетилглюкозамина.

Вначале под действием первой гликозилтрансферазы (Е 1 ) происходит присоединение остатка ксилозы к радикалу серина полипептидной цепи, затем при участии двух различных гликозилтрансфераз (Е 2 и Е 3 ) к строящейся цепи присоединяется 2 остатка галактозы и при действии четвертой галактозилтрансферазы (Е 4 ) завершается формирование связующего олигомерного блока присоединением остатка глюкуроновой кислоты. Дальнейшее наращивание полисахаридной цепи идет путем повторного чередующегося действия двух ферментов, один из которых катализирует присоединение остатка ацетилглюкозамина (Е 5 ) , а другой - остатка глюкуроновой кислоты (Е 6 ) .

Схема биосинтеза УДФ УДФ УДФ УДФ ^ ^ ^ ^ | УДФ-Кси | УДФ-Гал | УДФ-Гал | УДФ-Гл. К. | | -------- -------- -------- ------Сер --- О --Кси --- О --- Гал --- О --- Гал --- О --- Гл. К. -| Е 1 Е 2 Е 3 Е 4 | УДФ УДФ ^ ^ УДФ- АцГлАм | УДФ-Гл. К. | | --------- --------- | -- | ------- О ---- АцГлАм ---- О ---- Гл. К. ---- | | Е5 Е6 | "n" Синтезированная таким образом молекула поступает из аппарата Гольджи в область наружной клеточной мембраны и секретируется в межклеточное пространство.

В состав хондроитинсульфатов, кератансульфатов и др. гликозаминогликанов встречаются сульфатированные остатки мономерных единиц. Это сульфатирование происходит после включения соответс- твующего мономера в полимер и катализируется специальными ферментами. Источником остатков серной кислоты является фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС) активированная форма серной кислоты.

Представление о синтезе гетероолигосахаридных компонентов гликопротеидов

Углеводные компоненты гликопротеидов могут быть присоединены к белковой части молекулы с помощью О-гликозидной связи через ОН- радикала серина или с помощью N-гликозидной связи через амидный азот радикала аспарагина. Механизмы синтеза этих гетеоролигосахаридных компонентов гликопротеидов имеют существенные различия.

Если гетероолигосахаридный блок присоединен к белковой части гликопротеида О-гликозидной связью, то его сборка идет непосредственно на полипептидной цепи, синтезированной на рибосомах. В качестве пластического материала для синтеза используются активированные остатки моносахаридов или их производных, причем используются не только УДФ-производные мономеров, но также и другие варианты, например ГДФ-манноза или ЦДФ-сиаловая кислота. Последовательность присоединения мономеров определяется специфичностью работающих ферментов - гликозилтрансфераз. Могут синтезироваться как линейные цепи, так и разветвленные структуры: | О- Манноза - О - Сиаловая | / кислота Сер - О Ксилоза - О - Манноза | \ | О - Галактоза Если же углеводный компонент гликопротеина присоединен к белковой части молекулы N-гликозидной связью, то предварительная сборка гетероолигосахаридного блока происходит на специальном переносчике долихолфосфате, который встроен в мембрану эндоплазматической сети. Структура долихолфосфата: СН 3 СН 3 | | ОН ОН Н (-СН=С-СН=СН-) n -СН 2 -СН 2 -CН-СН 2 О - Р - О - Р - ОН | | О О Значение "n" обычно около 20 (чаще всего- 22) Синтезируемый гетероолигосахарид постепенно наращивается на пирофосфатном конце молекулы опять же с участием гликозилтрансфераз, а затем с помощью специальной гликозилтрансферазы гетероолигосахаридный блок целиком переносится на амидную группу полипептидной цепи гликопротеида. Этот гетероолигосахаридный блок может быть полностью сформированным или же он нуждается еще в дополнительной достройке, которая обычно завершается в аппарате Гольджи. Далее готовый гликопротеид транспортируется или в нужную часть клетки, или же секретируется в межклеточную среду - туда, где данный белок выполняет свои функции.

Смотрите также

Процесс производства труб из ПЭ методом экструзии
...

Основные принципы подбора условий разделения
Перед начинающим хроматографистом проблема выбора типа разделительной системы (эксклюзионной, ион-парной, адсорбционной или другой) и подбора условий, с которыми лучше эту систему использов ...

Монослой на поверхности воды
Наряду с полностью гидрофильными и гидрофобными молекулами существуют еще и молекулы вроде русалок – одна их часть гидрофильная, а другая гидрофобная. [7]Такие молекулы получили название амфифильных ...