Белки и физиологически активные пептиды нервной ткани: классификация и функции.

Для нервной ткани характерно высокое содержание белков. Однако

 содержание белков в ней меньше, чем в других тканях (в мышечной или в печени). В значительно большем количестве они присутствуют в сером, чем в белом веществе.

Среди белков нервной ткани выделяются простые и сложные

белки.

К простым белкам о тносятся:

• нейроальбумины (простые, растворимые белки. В небольшом

количестве встречаются в свободном виде, широко используются для

образования сложных белков, соединяясь с углеводами, липидами. • нейроглобулины (составляют основную массу растворимых белков нервной ткани. Значительная их часть входит в состав сложных белков);

• основные (катионные) белки – гистоны и некоторые негистоновые белки;

• нейросклеропротеины (нерастворимые белки, которые локализуются преимущественно в белом веществе и выполняют опорную функцию. Представлены нейроколлагенами, нейростроминами и нейроэластинами);

Особенностью белкового состава нервной ткани является то, что

в ней в значительном количестве присутствуют сложные белки

(липопротеины, гликолипиды, фосфопротеины и др.). К наиболее

распространенным сложным белкам нервной ткани относятся

гликопротеины и протеолипиды.

Функции белков нервной ткани выполняют:

· каталитическая (белок 13-4-2, креатинкиназа ВВ);

· структурная (опорную) – нейроколлагены;

· транспортня – нейрофизины;

· регуляторная (гормоны, нейротрофины);

· сократительная – нейротубулин, нейростенин;

· выступают в роли факторов адгезии нервных клеток (N

· обеспечивают генерацию и проведение нервного импульса.

Для нервной ткани характерно присутствие особых тканеспецифических белков, не характерных для других тканей.

Нейроспецифические белки играют важную роль в синаптической

передаче, хранении и переработке поступающей в мозг информации,

клеточном узнавании, рецепции, катализе и т.д. За счет этого они

участвуют в формировании высших функций головного мозга, таких

как память и обучение.

В настоящее время известно около 60 представителей нейроспецифических белков, среди которых наиболее изученными являюся:

· белок S-100 · белок 14-3-2 · основной белок миелина (MBP)

· нейрофизин · нейротубулин · нейростенин · нейрокинезин

Белок S-100 представляет собой сравнительно небольшой кислый

растворимый белок с молекулярной массой около 20 КDа, состоящий из двух полипептидных цепей. В состав его полипептидной цепи входит большое количество моноаминодикарбоновых кислот (глутамат, аспартат). Белок S-100 присутствует в белом и сером веществе коры мозга, подкорковых

образований и спинном мозге. В большом количестве он содержатся в глиальных клетках (астроцитах и олигодендроцитах).

Молекула этого белка связана с мембранами синаптосом и обладает способностью связывать катионы кальция. При присоединении Са2+ белок изменяет конформацию полипептидной цепи. При этом открываются ионные

каналы, через которые осуществляется трансмембранный перенос К+и Na+.

В исследованиях на экспериментальных животных показано, что

содержание этого белка возрастает в отдельных подкорковых образованиях в процессе их обучения.

В настоящее время получены данные о том, что белок S-100 является онкомаркером. Его продукция и, как следствие того, концентрация в крови, значительно возрастают при меланоме.

В норме белок S100 не присутствует в сыворотке крови. Повышение S-100 в спинномозговой жидкости и плазме свидетельствует о нарушении гематоэнцефалического барьера и гибели астроцитов.

Белок 14-3-2 имеет сравнительно небольшую молекулярную массу (46 – 50 КDа), состоит из 2 полипептидных цепей и находится только в нейронах. Является растворимым белком, содержащимся в цитоплазме нервных клеток. Встречается преимущественно в сером веществе больших полушарий.

Белок 14-3-2 представляет собой нейроспецифический изофермент енолазы. Этот изофермент состоит из 2 одинаковых субъединиц –γ,γ. В других тканях молекула енолазы отличается по ее субъединичному составу и имеет структуру – α,α и α,γ.

Основный белок миелина (МВР) - щелочной белок, с высоким содержанием (25%) основных аминокислот (арг, лиз, гис).

Функции:

· питание аксона

· изоляция

· ускорение проведения нервного импульса

· опорная и барьерная функции

· энцефалитогенез

Маркеры нейродегенеративных процессов:

Нейроны	Астроциты	Олигодендроциты и миелин
Нейрон специфическая енолаза (NSE)	Белок S100	MBP (его фрагмент – энцефалитогенный протеин - ЭП)

Нейрофизины обеспечивают транспорт и защиту от разрушения ряда биологически активных пептидов в ЦНС, например вазопрессина и окситоцина). Нейрофизины представляют собой семейство белков с небольшой молекулярной массой, полипептидная цепь которых включает в состав до 100 аминокислотных остатков.

Для белков нервной ткани характерен интенсивный метаболизм. Скорость их превращений зависит от функционального состояния нервной системы. По интенсивности обмена белки нервной ткани значительно превосходят белки других тканей.

Помимо белков в структуре нервной ткани есть многочисленные олигопептиды – нейропептиды. В их состав входит от 2 до 60 аминокислотных остатков. С-концевые остатки нейропептидов часто амидированы.

Пептиды нервной ткани проявляют высокую биологическую активность. Они способны изменять поведенческие реакции, принимать участие в формировании памяти и др. Подобные эффекты нейропептидов связаны с тем, что они выступают в роли нейромедиаторов и гормонов. К нейропептидам относятся сотни различных представителей, которые объединяются в 40 семейств. Среди них либерины и статины гипоталамуса, опиоидные пептиды, меланокортины, вазопрессин, окситоцин, панкреатические пептиды (нейропептид Y) и многие другие.

Эндорфины - группа полипептидов, по структуре сходных с опиатами (морфиноподобными соединениями):

· вырабатываются в нейронах головного мозга

· обладают способностью уменьшать боль, аналогично опиатам, и влиять на эмоциональное состояние.

Энкефалины - эндогенные антистрессовые биорегуляторы обладают

 противошоковым эффектом.

Нейропептид Y- регулятор тонуса гладкой мускулатуры (сосудов,

 бронхов), сексуального поведения, уменьшает аппетит

Дипептиды мозга карнозин и ансерин:

· обладают антиоксидантной активностью,

· ингибируют NO-зависимую гуанилатциклазу,

· замедляют процессы старения человека, влияя на скорость апоптоз