3. Протеогликаны. Гликозаминогликаны. Биологическая роль. Классификация. Строение гиалуроновой кислоты, гепарина, хондроитинсерной кислоты.

Протеогликаны – это сложные белки, состоящие из белков и гликозаминогликанов. Гликозаминогликаны характерируются наличием повторяющихся дисахаридных остатков, которые сост. из уроновых к-т и аминосахаров. Они широко распространены в организме человека: кожа, сухожилия, хрящи, кости, синовиальная жидкость, стекловидное тело, роговица, пупочный канатик, слизистые рта, носа, бронхов, кровеносных сосудов.

Классификация: 1) гиалуроновая кислота; 2)хондроитин-4-сульфат; 3) хондроитин-6-сульфат;

4) дерматансульфат; 5) кератансульфат; 6) гепарансульфат и гепарин.

Функции гликозаминогликанов:

1) Опорно-структурная – входят в состав межклеточного матрикса соединительной ткани;

2) Защитно-механическая  – гиалуроновая кислота-компонент синовиальной жидкости, уменьшает трение между суставными поверхностями; выполняют роль молекулярного сита,препятствуя распространению патогенных микроорганизмов;

3) Гидроосмотическая и ионрегулирующая  – обладают высокой гидрофильностью, «-» зарядом и, т. о., удерживают Н2О и катионы в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей;

4) Участвуют в формировании пищевого комка, облегчая процессы проглатывания (благодаря высокой вязкости).

5) Гепарин – естественный антикоагулянт.

Гиалуроновая к-та: β-глюкуроновая к-та + N-ацетилглюкозамин
Хондроитин-4-сульфат: β-глюкуроновая к-та + N-ацетилгалактозамин-4-сульфат
Хондроитин-6-сульфат: глюкуроновая к-та + N-ацетилгалактозамин-6-сульфат
Гепарин: глюкуроновая к-та + N-ацетилглюкозамин-2,6-сульфат ИЛИ глюкуроновая к-та + N-ацетилглюкозамин + 2 остатка серной к-ты

4. Гликозилированные белки.

Гликозилирование белков – это процесс неферментативного присоединения углеводной молекулы (обычно глюкозы) к белку. В отличие от гликопротеинов, которые образуются ферментативным путём в ходе биосинтеза сложного протеида, гликозилированные белки формируются посттранслюционно, в процессе биологической жизни белка.

Наибольшее внимание уделяется изучению процессов гликозирования белков эритроцитов (гемоглобин) и плазмы крови, которые начали использоваться как специфические маркеры в диагностие сахарного диабета. Исследование процессов гликозилирования белков позволило также более глубоко осмыслить патогенез тяжёлых метаболических нарушений, сопровождающих сахарный диабет.

У здоровых людей процент гликозилированный белков плазмы и эритроцитов невысокий: альбуминов – 2%, глобулинов и гемоглобина – 5%.

Г емоглобин: Гемоглобин – гемопротеин; в качестве белкового компонента содержит глобин, а небелкового – гем. Нb А1 имеет четвертичную структуру. Глобин - это белковая часть, состоящая из 4-х субъединиц, а каждая из субъединиц обозначается α, β. Всего 2 α-цепи, содержащие по 141 аминокислотному остатку и 2 β- по 146 аминокислот. Гем - это тетрапиррольное соединение с атомом Fе+2, соединенного с азотами пирролов, 5-я связь с имидазольным кольцом гистидина глобина. Шестая координационная связь Fе+2 свободна и используется для связывания кислорода и других лигандов. 4 метильные, 2 винильные и 2 пропионатные боковые цепи.

Гемоглобины могут различаться по белковой части, в связи с этим существуют физиологические и аномальные типы Нb. Физиолог. Нb образуются на разных этапах нормального развития организма, а аномальные - вследствие нарушений последоват. аминок-т в глобине.

Физиологические типы гемоглобинов отличаются друг от друга набором полипептидных цепей. Различают гемоглобины взрослых Нb А1 (96%), Нb А2 (2-3%), состоящий из 4 субъединиц: двух α-цепей и двух δ-цепей. Известен, кроме того, фетальный гемоглобин HbF , состоящий из двух α-цепей и двух γ-цепей (1-2%). НbА2 и НbF обладают большим сродством к кислороду, чем Нb А1. Аномальный – гликозилированный HbAc1 – 5-6%.

Общая группа заболеваний, связанная с Нb, носит название гемоглобинозов. Различают среди них гемоглобинопатии, например серповидноклеточная анемия, когда происходит замена при синтезе β-цепи в 6-ом положение глутаминовой кислоты на валин в β-цепях молекулы гемоглобина S. Эритроциты приобретает форму серпа, понижается сродство к О₂. Бледность, кожа эластичная, повышенная утомляемость, гипоксия, частые головокружения, одышка, отставание в росте и развитии, желтая кожа.

Талассемия - это заболевание, при котором полностью нарушается синтез либо цепи α или β (α-талассемия или β-талассемия). При β-талассемии в крови наряду с HbA1 появляется до 15% НЬА2 и резко повышается содержание HbF – до 15–60%. Болезнь характеризуется гиперплазией и разрушением костного мозга, поражением печени, селезенки, деформацией черепа и сопровождается тяжелой гемолитической анемией. Эритроциты при талассемии приобретают мишеневидную форму.

Гликозилированный Нb: Известно, что эритроциты больных сахарным диабетом содержат процент минорного компонента Нb, так называемый гликозилированный Нb (Нb А1с). Гликозилированный гемоглобин отражает процент гемоглобина крови, необратимо соединённый с молекулами глюкозы. Время жизни эритроцитов, которые содержат гемоглобин, составляет в среднем 120—125 суток. Именно поэтому уровень гликозилированного гемоглобина отражает средний уровень гликемии на протяжении примерно трёх месяцев. Чем выше уровень гликозилированного гемоглобина, тем выше была гликемия за последние три месяца и, соответственно, больше риск развития осложнений сахарного диабета.

Норма глюкозы = 3,5-6,0 ммоль/л. Глюкозурия – 9,0 ммоль/л.

Гликозилирование гемоглобина идёт в 2 этапа:

1) Глюкоза ферментативно соединяется своей карбонильной группой с N-концевым остатков β-цепи валина. Это стадия обратима.

2) Глик. гемоглобин подвергается переустройству с образованием кетоамина. Это стадия необратима.