Катаболизм белков матрикса. Матриксные металлопротеиназы способны разрушать
все типы белков внеклеточного матрикса.
Матриксные металлопротеиназы (ММП) содержат Zn, Ca.
Известны > 20 ММП (специфичны!).
Наиболее известны: коллагеназа (ММП-1), желатиназа, эластаза. Лейкоциты (макрофаги) являются основным источником MMП.
ММП играют роль в ремоделировании тканей, ангиогенезе, пролиферации, участвуют в метастазировании опухолей.
Коллагеназы рассекают все 3 пептидные α- цепи молекулы нативного коллагена, примерно на 1/4 расстояния от С-конца.
Образующиеся фрагменты коллагена становятся растворимыми в воде и денатурируют, после чего их пептидные связи становятся доступными
для гидролиза другими пептидазами.
Активность ММП повышается при деструкции межклеточного матрикса, которая наблюдается при целом ряде заболеваний.
Катаболизм коллагена.
Коллаген - медленно обменивающий белок (недели, месяцы).
Катаболизм обеспечивают коллагеназы – ММП-1, ММП-13.
Источники ферментов:
остеокласты
фибробласты
макрофаги
патогенные бактерии
Активация: из проферментов путем частичного протеолиза
Плазмин
проколлагеназа |
коллагеназа |
- 81 АК
Активность коллагеназы возрастает в суставах при ревматоидном артрите, при ряде кожных заболеваний, язвенных кератитах, воспалении, в опухолях, в заживающих ранах.
Катаболизм коллагена (схема).
Коллаген
¼ пептиды ¾
Аминокислоты (оксипролин)
Кровь, моча (15 - 20 мг/сут)
Оксипролин – маркер обмена коллаген
(показатель скорости распада).
Оксипролинурия наблюдается при гиперпаратиреозе, болезни Педжета, остеопорозе и др.
■В полости рта при воспалении тканей пародонта активность коллагеназы резко возрастает и количество оксипролина в слюне увеличивается.
■Катаболизм эластина обеспечивает
эластаза полиморфноядерных лейкоцитов (макс. активность рН=7,5–8,5).
Активность эластазы резко возрастает при воспалении тканей пародонта.
Протеогликаны - класс сложных белков внеклеточного матрикса.
Протеогликаны - это белки (гликопротеины), к котором присоединены углеводные цепи гликозаминогликанов (ГАГ).
ГАГ являются регулярными, неразветвленными заряженными полимерами; образуют основное вещество матрикса и
могут составлять ~30% сухой массы соединительной ткани. Полисахаридные компоненты (ГАГ) у разных протеогликанов отличаются.
Связь участка ГАГ с серином корового белка.
В связывании протеогликанов со специфическими белками участвуют углеводы. Их отрицательно заряженные группы взаимодействуют с положительно заряженными радикалами аминокислот, расположенными
вопределённых областях белковой молекулы.
Образование протеогликанов регулируют:
гормоны (соматотропин, тироксин,инсулин), цитокины, факторы роста;
витамины А и С.
Функции протеогликанов
1.Специфическое взаимодействие с коллагеном, эластином и другими компонентами ткани.
2.Связывание катионов.
3.Определяют форму и упруго-эластические характеристики органов.
4.Участвуют в рецепции и межклеточном взаимодействии.
5.Регулируют процессы трансмембранного переноса.
6.Антикоагулянтное действие.
7.Образуют структуры типа «молекулярных сит», защищая ткани проникновения микроорганизмов, молекул, токсинов.
8.Входят в состав базальных мембран.
Гликозаминогликаны относятся к гетерополисахаридам.
ГАГ делят на 2 группы: сульфатированные, несульфатированные Сульфатированные ГАГ в свободном виде не встречаются (только в составе протеогликанов).
Выделяют 6 типов (классов) ГАГ:
№ |
ГАГ |
- SO4 |
Связь с |
Распределение |
|
|
белком |
в организме |
|
1 |
Гиалуроновая кислота |
- |
- |
Синовиальная жидкость, хрящ |
|
|
|
|
|
2 |
Хондроитин-4 сульфаты |
+ |
+ |
Хрящ, кости, кожа |
3 |
Хондроитин-6-сульфаты |
+ |
+ |
Кожа, сухожилия, связки |
4 |
Кератан-сульфаты |
+ |
+ |
Межпозвоночные диски |
5 |
Дерматан-сульфаты |
+ |
+ |
Кожа |
6 |
Гепарин |
+ |
+ |
Легкие, тучные клетки |
|
|
|
|
|
Гликозаминогликаны (ГАГ). Гиалуроновая кислота.
ГАГ - линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды, мономерами которых являются дисахариды.
Полисахаридные цепи ГАГ синтезируются путём последовательного присоединения моносахаридов (аминосахара и гексуроновые кислоты), которые синтезируются из глюкозы.
Раньше ГАГ называли мукополисахаридами, т. к. они обнаруживались
вслизистых секретах и придавали им вязкие, смазочные свойства.
Физико-химические и функциональные свойства гиалуроновой кислоты.
1. Большая молекулярная масса (несколько млн. Да)
2.Активно связывает ионы Na+, K+, Ca+ и 200 - 500 молекул Н2О,
обладает вязкостью (тургор тканей, амортизация, смазочный материал)
3.Защищает от проникновения микроорганизмов («молекулярное сито»)
4.Выполняет структурно-образовательную функцию.
5.Регулирует клеточную дифференцировку.
6.Выполняет репаративную функцию.