Углеводы белков клеточных поверхностей ответственны за клеточную специфичность.

Антигены групп крови АВО - это углеводные половины гликолипидов на поверхности клеток или углеводные части гликопротеинов сыворотки. Углеводная часть поверхностных антигенов эритроцитов связана со сфинголипидами, формируя класс гликосфинголипидов. Те же углеводные компоненты в составе гликопротеинов сыворотки крови названы секреторными формами. Групповая принадлежность обеспечивается особенностями структуры углеводной части

 

 

Рис.Структура углеводной части антигенов групп крови системы АВ0.

Углеводы могут присоединяться к белкам при участии липидов. Некоторые мембранные гликопротеины соединяются с мембраной при помощи липидов: белок соединяется с углеводом через фосфатидилэтаноламин, а углевод в свою очередь присоединяется к мембране через связь с фосфоатидилинозитолом. Последний выполняет роль мембранного якоря для всего гликолипопротеина. Связь называют гликозилфосфатидилинозитольгным (GPI) якорем. Один из белков, стабилизированый таким якорем к мембране эритроцитов DAF (decay-accelerating factor) – белок, предотвращающий лизис эритроцитов системой комплемента. Нарушение связи этого белка с мембраной отмечено при пароксизмальной ночной гемоглобинурии. Известны и другие белки использующие GPI якорь для проявления активности - ферменты АХЭ, кишечная и плацентарная щелочная фосфатаза и 5 ' нуклеотидаза, молекулы клеточной агезии N-CAM (neural Cell Adhesion Molecule) и T- Клеточные маркеры Thy1 и LFA-3 ((Lymphocyte Function associated Antigen-3).

.

Рис.. Участие липидов в связывании углеводов и белков в белково-углеводных комплексах.

Некоторые вирусы бактерии и простейшие используют гликопротеины для проникновения в клетки. Возбудитель малярии Plasmodium vivax, связывается с эритроцитарным хемокиновым рецептором (рецептор интерлейкина-8) при проникновении в клетку. С той же целью риновирусы используют присоединение к молекуле, участвующей в межклеточной адгезии ICAM-1.MN система групп крови - хорошо характеризованный набор поверхностных антигенов эритроцитов, представляющие углеводные модификации трансмембранного гликопротеина гликофорина. Гликофорин - клеточный рецептор для вируса гриппа и рецептор для вторжения эритроцита малярийным паразитом Plasmodium falciparum.. Helicobacter pylori - бактерия, ответственная за хронический активный гастрит и язвенную болезнь желудка и двеннадцатиперстной кишки может быть причиной аденокарциномы желудка. Эта бактерия присоединяется к гликопротеину на поверхности слизистых клеток желудка (антиген группы крови системы Льюиса),.

Нарушение распада белково-углеводных комплексов проявляется в форме тяжелых заболеваний. Распад гликопротеинов протекает в лизосомах при участии специфических гидролаз, называемых гликозидазами. Экзогликозидазы удаляют последовательно моносахариды с нередуцирующего конца олигосахарида и проявляют выраженную субстратную специфичность. Эндонуклеазы, напротив, расщепляют гликозидные связи внутри молекулл и проявляют более широкую субстратную специфичность. Несколько врожденных заболеваний, включающих накопление продуктов распада гликопротеинов, были идентифицированы у людей. Эти болезни результат дефектов в генах кодирующих специфические гликозидазы, что приводит к неполному распаду и последующему накоплению частично разрушенных гликопротеинов. Как общий класс, такие болезни известны как лизосомные болезни накопления и включают болезни известные как муколипидозы как следствие неполного распада углеводной части гликолипидов.

Распад белково-углеводных комплексов катализируется с участием большого набора лизосомальных гидролаз, включающих a-нейраминидазу, b-галактозидазу, b-гексозаминидазу, a- и b-маннозидазы, a-фукозидазу, эндо-b -N-ацетилглюкозаминидазу и аспартилглюкозаминидазу.

Генетически детерминированный дефект указанных ферментов приводит к нарушению распада углеводной части гликопротеинов. Накопление последних в лизосомах приводит к различным проявлениям заболеваний.

· Основные признаки болезней связанные с недостаточностью гликозидаз выглядят следующим образом:

1. Аутосомно-рецессивное наследование.

2. Различные проявления и нарушения психики.

3. Варианты форм от медленного до быстрого прогрессирования.

4. Вакуолизация некоторых клеток, видимая под микроскопом.

5. Присутствие ненормальных продуктов распада в моче.

6. Постановка диагноза по исследованию активности соответствующих ферментов (чаще всего в лейкоцитах).

7. Возможна пренатальная диагностика анализируя соответствующие ферменты.

Из наиболее известных заболеваний этого типа можно выделить маннозидозы, фукозидозы, сиалидозы и аспартилглюкозаминурия. Их причиной является недостаточность соответственно a-манозидазы, -a-фукозидазы, a-нейраминидазы и аспартилглюкозаминидазы. Эти заболевания проявляются по разному, иногда их относят к муколипидозам

Таблица. Заболевания, связанные с недостапточностью ферментов, катализирующих распад N-связанных гликопротеинов
Заболевание	Дефицит фермента	Проявление и комментарий
Аспартилгликозаминурия	аспартилгликозаминидаза	Прогрессивное замедление умственного и физического развития, замедленная речь, грубые черты лица
b-Маннозидоз	b-маннозидаза	Прежде всего неврологические дефекты, ухудшение речи
a-Маннозидоз	a-Маннозидаза	Замедление умственного развития, множественный дистоз, гепатоспленомегалия, потеря слуха, замедленная речь
GM1 Ганглиозидоз	b-галактозидаза	Также обозначаемая как болезнь накопления гликосфинголипидов
GM2 Ганглиозидоз (болезнь Sandhoff-Jatzkewitz)	b-N-ацетилгексозаминидазы A и B	также обозначаемая как болезнь накопления гликосфинголипидов
Сиалидоз (муколипидоз I)	нейраминидаза	Врожденный асцит, гепатоспленомегалия, замедление умственного и физического развития
Фукозидоз	a-фукозидаза	Прогрессивное замедление умственного развития, замедление роста, инфекции пазух носа и легких

 

Туникамицин, дезоксиноджиримицин и сваинсонин - это примеры соединений, влияющих на гликозилирование. Их используют в эксперименте для ингибирования различных этапов синтеза гликопротеинов. Например, если клетки растут в присутствии туникамицина, нарушается процесс гликозилирования. При этом увеличивается чувствительность таких белков к протеолизу, хотя механизмы секреции значительно не нарушаются