В. Назовите функции протеогликанов и гликозаминогликанов

А. Протеогликаны состоят из центрального белкового «кора» (сердцевины), к которому присоединены длинные линейные цепи дисахаридов, называемые гликозаминогликанами (ГАГ). Цепи ГАГ несут отрицательный заряд. Это обеспечивает стержнеобразную жесткую форму протеогликанов, которая поддерживается за счет отталкивания зарядов. Выступы, состоящие из цепей ГАГ, выполняют роль фильтров, ограничивающих проникновение в ткани вирусов и бактерий. Протеогликаны поглощают воду, образуя гелеобразную структуру, которая поддерживает клетки в гидратированном состоянии и защищает ткани от избыточного гидростатического давления. Протеогликаны способны связываться с различными компонентами внеклеточного матрикса, включая факторы роста, структурные белки и рецепторы, расположенные на клеточной поверхности. Экспрессия протеогликанов зависит от типа клеток и регулируется в зависимости от стадии развития. Протеогликаны служат дополнением к структурным гликопротеинам внеклеточного матрикса (коллагену и эластину). В то время как структурные гликопротеины обеспечивают растягивающие усилия, протеогликаны гарантируют, что внеклеточный матрикс находится в состоянии гидратированного геля. Это необходимо для того, чтобы ткани могли противостоять силам сжатия.

Б. Несульфированный гликозаминогликан – гиалуроновая кислота (гиалуронат). Она состоит из дисахаридных повторов D-глюкуроновой кислоты и D-ацетилглюкозамина, которые соединяются посредством чередующихся бета-1,4 и бета1,3 гликозидных связей. Такая структура является энергетически весьма стабильной. Число дисахаридных повторов, образующих одну молекулу гиалуроната может быть огромным (более 30000). Средняя длина одного дисахарида составляет около 1 нм, например, молекула гиалуроната из 10000 повторов имеет длину порядка 10 мкм, что сопоставимо с диаметром эритроцита. Молекула гиалуроната представлена в разных плоскостях, имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки и в физиологическом растворе сворачивается в виде перекрученной ленты с плавными изгибами в двух плоскостях, образуя довольно большой домен. Почти в каждой ткани человека содержится гиалуронан. В хряще и синовиальной жидкости имеется относительно небольшое количество гиалуроната в абсолютном значении, но это важнейший компонент матрикса. Гиалуронат обнаруживается в организме у всех позвоночных.

Несмотря на то, что структура гиалуроната достаточно простая, этот гликозаминогликан обладает несколькими очень важными функциями:

– влияет на взаимодействие клеток с межклеточным веществом и оказывает воздействие на клеточную миграцию. Гиалуронат является одним из ключевых компонентов в процессах, связанных с миграцией клеток, таких как эмбриогенез, заживление ран, воспаление и метастазирование. Многие из этих процессов находятся под контролем рецепторов гиалуроната.

– гиалуронат играет ключевую роль в задержании аггрекана (аггрекан- хрящевой специфичный протеогликановый ядерный белок или протеогликановый хондроитинсульфат1) внутри матрикса хряща. Множество молекул аггрекана нековалентно связываются с одной молекулой гиалуроната, образуя очень большие комплексы. Аггрекан представляет собой протеогликан высокой молекулярной массы, специфичный для хрящевой ткани. Связывание аггрекана с гиалуронаном происходит во внеклеточном пространстве и не требует участия ферментативных систем. В составе синовиальной жидкости гиалуронат может служить лубрикантом (веществом, обеспечивающим смазку поверхностей). При артритах снижается масса и длина молекул гиалуроната.

В. Функции протеогликанов и гликозаминогликанов:

· Связывание катионов калия и натрия

· Связывание воды

· ГАГ является структурным компонентом межклеточного матрикса соединительной ткани

· Препятствует распространению патогенных микроорганизмов

· Служит смазочым материалом в суставе

· Придают эластичность, тургор соединительной ткани

· Депонирование жира

· Связывание кальция в костях и зубах

 

 

167