Нуклеопротеины. Особенности строения и пространственная укладка ДНК-протеина в хромосоме (нуклеосомы, соленоиды), строение и состав РНК-протеиновых частиц в рибосоме.

Третичная структура ДНК образуется в результате дополнительного скручивания в пространстве двуспиральной молекулы - ее суперспирализации. Суперспирализации молекулы ДНК в эукариотических клетках в отличие от прокариот осуществляется в форме комплексов с белками. Все связывающиеся с ДНК эукариотов белки можно разделить на 2 группы: гистоновые и негистоновые белки. Комплекс белков с ядерной ДНК клеток называют хроматином.

Существует 5 типов гистонов. Четыре гистона Н2А, Н2В, НЗ и Н4 образуют октамерный белковый комплекс (Н2А, Н2В, НЗ, Н4)2, который называют "нуклеосомный кор" (от англ. nucleosomecore). Молекула ДНК "накручивается" на поверхность гистонового октамера, совершая 1,75 оборота (около 146 пар нуклеотидов). Такой комплекс гистоновых белков с ДНК служит основной структурной единицей хроматина, её называют "нуклеосома". ДНК, связывающую нуклеосомные частицы, называют линкерной ДНК. В среднем линкерная ДНК составляет 60 пар нуклеотидных остатков.

Молекулы гистона H1 связываются с ДНК в межнуклеосомных участках (линкерных последовательностях) и защищают эти участки от действия нуклеаз.

Негистоновые белки в отличие от гистонов очень разнообразны. С разнообразием негистоновых белков связывают специфическую регуляцию активности хроматина.

 

Второй уровень укладки ДНК (соленоид) обеспечивается взаимодействием линкерной ДНК с гистоном H1. Молекула гистона H1 своим глобулярным доменом связывается с двумя витками ДНК на нуклеосоме. Одновременно C-концевой фибриллярный домен гистона H1 вступает в контакт с линкерной ДНК. В результате соседние нуклеосомы приближаются друг к другу, формируя группы из 6-8 частиц – нуклеомеры (супербусины) диаметром 25-30 нм.

 

8. Углеводно-белковые комплексы. Строение углеводных компонентов в гликопротеинах. Характер связи углеводов и протеина (О-гликозидная и N-гликозидная связи). Характеристика особенностей строения и биологическая роль отдельных представителей гликопротеинов (муцины слюны и слизистой желудка, серомукоиды, урогликопротеины). Диагностическое значение определения гликопротеинов сыворотки крови, сиаловых кислот сыворотки крови, урогликопротеинов.

 

В качестве простетической группы выступают углеводы. Все углевод-белковые комплексы делятся на гликопротеины и протеогликаны.

Гликопротеины – сложные белки, содержащие, помимо простого белка или пептида, группу гетероолигосахаридов (отличие от протеогликанов: доля углеводов 15-20%, не содержат уроновых кислот, углеводные цепи содержат не более 15 звеньев, углевод имеет нерегулярное строение.). К полипептиду присоединяются гетероолигосахаридные цепи, содержащие от 2 до 10, реже 15 мономерных остатков гексоз (галактоза и манноза, реже глюкоза), пентоз (ксилоза, арабиноза) и конечный углевод, чаще всего представленный N-ацетил-галактоз-амином, L-фукозой или сиаловой кислотой.

Типы связей между углеводными компонентами и белками:

1) О-гликозидные связи (с ОН-группами серина, треонина и оксилизина)

2) N-гликозидные связи (с амидными группами аспарагина, реже глутамина или ω-NH2-группами лизина и аргинина)

3) эфирные гликозидные св. со свободными СООН-группами глутаминовой и аспарагиновой кислот.

Гликопротеины секретов(слизей)

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 моносах-ы, гексозамины, сиаловые и нейраминовые кислоты. Из моносах-ов в составе муцинов находятся: глюкоза, галактоза, фукоза и др. Вязкость муцинов зависит от количества сиаловых кислот.
Значение муцинов: защитная – покрывая эпителий слизистых оболочек ЖКТ, дыхательной, мочевыделительной системы – предохраняют эпителий от высыхания и от воздействия физических и химических, термических, биологических факторов.

Гастромукопротеин (внутр. Фактор Касла, транскоррин) защищает от денатурационного действия HCl и протеолитического действия пепсина, что обусловлено присутствием в его составе большого количества сиаловых кислот, связывает витамин В12(внешний фактор Касла) и способствует всасыванию его через специфические рецепторы в тонком кишечнике

Серомукоиды - фракция белков плазмы крови, включающую группу гликопротеинов. Серомукоиды входят в состав плотной и рыхлой соединительной ткани организма и находятся там в значительных количествах. В случае разрушения, деградации или повреждения соед. ткани серомукоиды поступают в плазму крови.
Уровень гликопротеинов плазмы крови повышается при воспалительных заболеваниях, ревматизме, туберкулезе.

Урогликопротеиды предохраняют слизистую об-ку мочевыводящих путей от повреждений.
Функция защитных коллоидов, т.к способны связываться с трудно растворимыми соединениями (например, мочевая кислота), повышая их растворимость.

Гликопротеины плазмы крови. Основные функции:
1. Участвуют в свёртывании крови и антисвертывающей системе (протромбин,фибриноген,антитромбин)
2.Транспортная (трансферрин переносит ионы железа, церулоплазмин-ионы меди, гаптоглобин связывает свободный гемоглобин, транскортин- транспорт кортикостероидов)
3.Защитная (белки «острой фазы воспаления» α1-антитрипсин, C-реактивный белок)

Гликозаминопротеогликаны. Строение гликозаминопротеогликановых комплексов соединительной ткани. Гликозаминогликаны: классификация, структура и биологическая роль отдельных представителей. Мукополисахаридозы.

Протеогликаны состоят из белка и гликозамингликанов (ГАГ) (отличие от гликопротеинов: доля углеводов 80-85%, имеются уроновые кислоты, углеводные цепи крайне велики, углевод имеет регулярное строение). Последние состоят из цепей сложных углеводов: аминосахаров, уроновых кислот, серной кислоты и отдельных моносахаридов.

ГАГ подразделяются на шесть основных типов:

1. Гиалуроновая кислота группа кислых гликозаминогликанов (мукополисахаридов), молекулы которых построены из остатков D-глюкуроновой к-ты и N-ацетил-D-глюкозамина; важнейший компонент основного вещества соединительной ткани, стекловидного тела и синовиальных жидкостей. Аминосахар в молекуле Гиалуроновых кислот соединен с D-глюкуроновой к-той бета-(1-4)-связью, а к-та с аминосахаром — бета-(1—3)-связью.
ГК увеличивают жесткость внеклеточного матрикса и служат в качестве смазки в суставах. Гидратированные молекулы ГК также образуют между клетками водяную подушку, которая позволяет тканям гасить силы сжатия.

 

2. Хондроитин-4-сульфат и Хондроитин-6-сульфат Они состоят из дисахаридных остатков N-ацетилированного хондрозина, соединенных β(1,4)-гликозидными связями. N-Ацетилхондрозин построен из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-галактозамина, связанных β(1,3)-гликозидной связью. Хондроитинсульфат обладает тропностью к хрящевой ткани, инициирует процесс фиксации серы в процессе синтеза хондроитин-серной кислоты, что, в свою очередь, способствует отложению кальция в костях. Стимулирует синтез гиалуроновой кислоты, укрепляя соединительнотканные структуры: хряща, сухожилий, связок.

3. Дерматансульфат (хондроитинсульфат В) является изомером хондроитинсульфатов, в к-ром вместо остатков D-глюкуроновой к-ты имеются остатки L-идуроновой к-ты, связанные α-1—>3-связью с сульфатированным обычно при C4 N-ацетилгалактозамином. Такие повторяющиеся дисахаридные фрагменты соединены друг с другом β-1—>4-связями.
Характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов. В составе малых протеогликанов (бигликана и декорина) дерматансульфат содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков, менисков.

4. Гепарансульфат в отличие от гепарина в дисахаридных единицах чаще содержит N-ацетильные группы, чем N-сульфатные.

5. Гепарин состоит из чередующихся дисахаридных фрагментов, состоящих из остатков D -глюкуронат-2-сульфата и 6-сульфата-N-ацетилглюкозамина, соединенных между собой альфа-1-4 связью. Антикоагулянт

 

6. Кератансульфат (не содержат уроновых к-т). Полисахаридная цепь кератансульфата состоит из чередующихся дисахаридных фрагментов, состоящих из остатков D-галактозы и 6-сульфата-N-ацетилглюкозамина, соединенных между собой β-1—>4-связью. Дисахаридные фрагменты соединены β-1—>3-связью. В его состав помимо Сахаров дисахаридной единицы входят N-ацетилгалактозамин, L-фукоза, D-манноза и сиаловая кислота

 

Мукополисахаридозы — группа заболеваний, обусловленных генетическим дефектом ферментативного расщепления углеводной части молекулы мукополисахаридов (гликозаминогликанов) и сопровождающихся отложением нерасщепленных гликозаминогликанов в соединительной ткани различных органов