Окислительное декарбоксилирование пирувата

1-ю реакцию катализирует фермент ПИРУВАТДЕКАРБОКСИЛАЗА (Е₁).

2-ю и 3-ю реакцию процесса катализирует фермент АЦИЛТРАНСФЕРАЗА (Е₂).

3 этап - продолжает работать фермент ацилтрансфераза.

Второй фермент данного комплекса является не только ацетилтрансферазой, но и окислительным ферментом одновременно (дегидрогенизирующая ацетилтрансфераза).

Энергия этого окисления аккумулируется в виде макроэргической связи активной формы уксусной кислоты (ацетил-КоА).

4 этап катализируется ферментом ДИГИДРОЛИПОИЛДЕГИДРОГЕНАЗОЙ.

В итоге можем записать суммарное уравнение:

Аналогично действует ферментный комплекс для окислительного декарбоксилирования -кетоглутарата. Но названия двух из трех ферментов другие:

1-й фермент - декарбоксилаза -кетоглутаровой кислоты

2-й фермент - сукцинилтрансфераза (переносит остаток янтарной кислоты)

Суммарное уравнение для этого комплекса:

В результате действия этих двух комплексов, каждый из двух приведенных субстратов (ПВК и -КГ) - теряют СО₂, два протона и два электрона, которые передаются на кислород с образованием Н₂О и параллельно происходит фосфорилирование трех молекул АТФ. Сами субстраты превращаются в итоге в активную форму соответствующей кислоты.

Макроэргическая связь в молекулах этих активных форм может легко трансформироваться в макроэргическую связь молекулы АТФ. Например, для молекулы сукцинил-КоА:

Такой способ образования АТФ, когда нет сопряжения с процессами окисления, называется СУБСТРАТНЫМ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕМ (при этом используется макроэргическая связь в молекуле какого-нибудь субстрата).

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИТОГ УДЛИНЕННОЙ ЦЕПИ.

Образуются 3 молекулы АТФ путем окислительного фосфорилирования. Продукты окислительного декарбоксилирования (ацетил-КоА и сукцинил-КоА) содержат макроэргическую связь. Энергия макроэргической связи сукцинил-КоА используется двумя способами.

1) Субстратное фосфорилирование в ЦТК (так расходуется большая часть этого вещества).

2) Реакции синтеза гема (меньшая часть сукцинил-КоА).

Энергия макроэргической связи Ацетил-КоА используется только в реакциях синтеза:

а) Синтез лимонной кислоты (цитрата).

б) Синтез кетоновых тел

в) Синтез жирных кислот

г) Синтез холестерина

Среди субстратов МтО почти нет веществ, которые организм получает с пищей - только глутаминовая кислота.

Субстраты МтО - в основном органические кислоты, которые образуются в организме в процессе катаболизма. В процессе катаболизма из большого количества разнообразных пищевых веществ образуется всего 2 вида общих метаболитов: Ацетил-КоА и ПВК.

Трансаминирование.При добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пиро-виноградной кислот образуются α-кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточного свободного аммиака; добавление аланина и α-кетоглу-таровой кислоты приводило к образованию соответственно пировиноград-ной и глутаминовой кислот.  Иными словами, предшественниками глюкозы вглюконеогенезе может быть пируват или любое соединение, превращающееся в процессе катаболизма в пируват или один из промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот.

У позвоночных наиболее интенсивно глюконеогенез протекает в клетках печени и почек (в корковом веществе).

Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакции гликолиза. Только 3 реакциигликолиза (гексокиназная, фосфо-фруктокиназная и пируваткиназная) необратимы, поэтому в процесс глю-конеогенеза на 3 этапах используются другие ферменты. Рассмотрим путь синтеза глюкозы из пирувата.

Глюконеогенез – синтез глюкозы из неуглеводных продуктов. Такими продуктами или метаболитамиявляются в первую очередь молочная и пи-ровиноградная кислоты

Образование фосфоенолпирувата из пирувата. 

ТИАМИН (витамин B_t), водорастворимый витамин группы В. Существует в виде солей, важнейшая из к-рых тиамин-гидрохлорид Соли тиамина хорошо раств. вводе, хуже в спиртах, не раств. в эфире, хлороформе, бензоле и ацетоне.

Потребность человека в тиамине составляет. 0,5 мг на 1000 ккал (4186 кДж) суточного рациона или от 1,5 до 2,5 мг/сут в зависимости от энергозатрат. Тиамин широко распространен в живой природе. Синтезируется растениями и мн. микроорганизмами. Животные и человек не синтезируют тиамин и должны получать его с пищей. ТДФ-зависимая пируватдегидрогеназа принимает участие в окислит. декарбоксилировании пировиноградной к-ты (пирувата) с образованием ацетилкофермента А. Недостаток тиамина в организме ведет к накоплению в крови и тканях недоокисленных продуктов обмена в-в, что, в свою очередь, приводит к патофизиол. и патоморфологич. изменениям, создающим картину В₁-авитаминоза, одной из форм к-рого является болезнь бери-бери (полиневрит, сердечно-сосудистые расстройства, отеки и др.).

ПАНТОТЕНОВАЯ КИСЛОТА

Пантотеновая кислота по хим. св-вам - типичный представитель гидрокси-кислот, может образовывать разл. производные как по карбоксильной группе (сложные эфиры, амиды, хлорангид-рид, азид, соли), так и по гидроксильной группе (сложные и простые эфиры).

Витамин синтезируется зелеными растениями, микроорганизмами, в т.ч. микрофлорой млекопитающих (авитаминозы, связанные с отсутствием пантотеновой кислоты, у человека поэтому обычно не наблюдаются). Особенно богаты пантотеновой кислотой печень (7-11 мг в 100 г) и почки (3,4-4,7 мг) высших животных, эмбриональные клетки (желток 2,7-7,0 мг), злаки (1,0-2,6 мг). В процессе хранения продуктов и их обработки потери витамина составляют 25-50%. Потребность в пантотеновой кислоте у высших животных составляет 0,1-2,5 мг/кг массы. Признаки дефицита пантотеновой кислоты у человека неспецифичны. У животных отмечается задержка роста, дерматит, выпадение шерсти, поражение желудочно-кишечного тракта, адреналовой системы (вырабатывает и выделяет в кровь катехолами-ны) и др.

Пантотеновая кислота в виде КоА участвует в углеводном и жировом обмене, в синтезе ацетилхолина, в коре надпочечников стимулирует образование кортикостероидов.

• Пируват входит в органический состав слюны. Полоскание полости рта чаем, содовым раствором или чистка зубов щеткой позволяют существенно снизить концентрацию глюкозы и ее метаболитов (пирувата, лактата и др.) в смешанной слюне человека после приема сладостей.

21. Особенности синтеза коллагена. Внутри- и внеклеточные этапы процесса образования «зрелого» коллагена, строение сшивок, центры минерализации. Участие витамина С в синтезе коллагена и другие биохимические функции аскорбата, суточная потребность и признаки недостаточности. Биохимические маркеры синтеза и распада коллагена.Синтез коллагена

На примере коллагена –I: характерен для кости, является основным белком дентина. (закрепляем материал по посттрансляционному процессингу белка и микросомальному окислению)

Коллаген синтезируется в фибробластах в виде высокомолекулярного предшественника – проколлагена.

На этапах синтеза коллагена после включения пролина и лизина в полипептидную цепь происходит их гидроксилирование (специфично для молекулы коллагена). Образование гидроксипролила и гидроксилизила катализируют железосодержащие ферменты — пролингидроксилаза и лизингидроксилаза, их кофактор — аскорбиновая кислота. Гидроксилирование аминокислот является диоксигеназной реакцией, т.е. молекула кислорода одновременно окисляет два субстрата (аминокислоту и -кетоглутарат):

В результате реакции образуются оксипролин и сукцинат (в молекулу которого включён второй атом кислорода из молекулы О₂) и выделяется СО₂. Реакция высокоспецифична – остатки пролина и лизина подвергаются гидроксилированию, если они расположены со стороны аминогруппы глицинового остатка. Аскорбиновая кислота работает как восстановительный агент, благодаря которому железо в активном центре фермента сохраняется в форме Fe²⁺. При недостатке витамина С синтез коллагена нарушается, возникает непрочность коллагеновых волокон, кровоточивость десен, расшатывание зубов (проявления цинги). Расшатывание зубов обусловлено, главным образом, недогидроксилированием вновь синтезированного коллагена периодонтальной связки. Такой коллаген плохо агрегирует.

К остаткам гидроксилизина под действием сначала галактозилтрансферазы, затем глюкозилтрансферазы присоединяются углеводные единицы (в основном остается одна галактоза или дисахарид, состоящий из галактозы и глюкозы).

Гидроксилирование и трансферазная реакция происходят во вновь синтезированном коллагене, ещё не претерпевшем спирализации в просвете эндоплазматического ретикулюма. Затем каждая про--цепь с помощью водородных связей объединяется с двумя другими в молекулу проколлагена, которая секретируется в межклеточный матрикс.

• Проколлаген имеет более длинные цепи, чем тропоколлаген. Дополнительные концевые фрагменты не образуют обычную трехцепочечную спираль, а объединяются друг с другом в глобулярные домены, структура которых совершенно не похожа на уникальную линейную структуру зрелого коллагена. Это препятствует агрегации и образованию фибрилл внутриклеточно, что было бы фатальным для клетки. Вне клетки протеолитические ферменты последовательно удаляют оба домена – N-концевой и С-концевой (маркёры синтеза коллагена).

После того как во внеклеточном пространстве сформировались коллагеновые фибрилы, их прочность существенно увеличивается, так как образуются ковалентные сшивки между остатками лизина внутри и между молекулами тропоколлагена, укрепляя четвертичную структуру. Сшивки создаются в несколько этапов. I этап. Вначале некоторые остатки лизина и гидроксилизина дезаминируются лизилоксидазой с образованием альдегидных групп, обладающих высокой реакционной способностью. Затем эти группы самопроизвольно реагируют с образованием ковалентных связей друг с другом или с другими остатками лизина или гидроксилизина.

II этап. Альдегидные группы самопроизвольно взаимодействуют друг с другом, образуя альдольные поперечные связи коллагена, или реагируют с аминогруппой остатков лизина или 5-гидроксилизина (рис. А), обеспечивая образование бифункциональных ковалентных сшивок между соседними молекулами тропоколлагена.

РИС А

Если в реакции участвует аллизин, то она протекает по механизму альдиминной конденсации. При этом по иминной связи промежуточного соединения присоединяются 2 атома Н. В результате образуются сшивки с группировкой -NH- в середине – лизиннорлейцин или гидроксилизиннорлейцин (рис. А).

Присутствие гидроксильной группы в 5 положении гидроксиаллизина предопределяет течение реакции по механизму кетоиминной конденсации (рис Б). В этом случае в цепи получившейся поперечной сшивки лизино-5-кетонорлейцина или гидроксилизино-5-кетонорлейцина вместе с группировкой -NH- присутствует кето-группа.

Цепочки таких перемычек достаточно длинные, чтобы иметь некоторую гибкость, а ковалентное соединение атомов придаёт им высокую прочность и закрепляет регулярную структуру микрофибрилл коллагена.

Поперечные бифункциональные сшивки имеют свой вариант упорядоченности: каждый концевой телопептид тропоколлагена соединён перемычкой с расположенным на том же уровне участком смежной молекулы (рис. 9). Подобная локализация и прочность сшивок позволяет обнаружить их в составе N- и C-телопептидов, отщепляемых при распаде коллагена (для идентификации таких специфичных фрагментов разработаны методы, основанные на иммуноферментном анализе).

РИС Б

Бифункциональные связки наиболее присущи фибриллообразующим коллагенам типа I, II и III, причём в зависимости от вида ткани преобладает какой-либо определённый вид сшивки.

III этап. По мере созревания ткани возникают перемычки и между микрофибриллами. В бифункциональных сшивках сохраняются реакционноспособные атомы, которые постепенно вступают в реакции дополнительной конденсации с образованием трифункциональных сшивок, имеющих в центре гетероцикл – пиридиниевое или пиррольное кольцо (рис. В, Г). Эти процессы протекают также неферментативно путём спонтанного взаимодействия кетоиминной двойной сшивки одной микрофибриллы с альдегидным радикалом, расположенным в телопептидной части другой микрофибриллы.

Если в реакции участвуют 5-гидроксиаллизин и уже сформированная сшивка гидроксилизино-5-кетонорлейцина, то продуктом становится гидроксилизил-пиридинолин (рис. В). Это главная трифункциональная сшивка коллагенов большинства тканей. В минерализуемых тканях (кость, дентин зуба) число пиридиниевых сшивок в 5-10 раз меньше, чем в хряще и сухожилиях, причём чаще всего здесь встречается лизил-пиридинолин – вариант с негидроксилированной цепочкой в перемычке, образованной с участием лизино-5-кетонорлейцина.

В

Г

Более того, для минерализованных тканей (кость, ткани зуба) характерны сшивки пиррольного типа, которые образует негидроксилированный аллизин, соединяясь с бифункциональной сшивкой гидроксилизино-5-кетонорлейцином (рис. Г). Из всех трифункциональных перемычек именно гидроксилизилпиррол специфичен для минерализуемых тканей. Дополнительные перемычки циклического характера увеличивают прочность коллагена.

Образование разнообразных сшивок обеспечивает механическую прочность волокон коллагена. Остатки лизина и 5-гидроксилизина подвергаются окислению постепенно, поэтому количество поперечных связей между отдельными молекулами тропоколлагена, соседними микрофибриллами и пучками волокон с течением времени увеличивается, прочность коллагена возрастает: идёт процесс его «созревания».

Учитывая роль ЛИЗ в организации различных вариантов ковалентных сшивок в коллагеновой матрице костной ткани, зубного дентина и цемента становится понятной материальная основа применения лизина как средства, предотвращающего заболевания зубов.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЁРЫ МЕТАБОЛИЗМА КОСТНОЙ ТКАНИ

Биохимические маркеры дают информацию о патогенезе заболеваний скелета и о скорости ремоделирования. Они могут использоваться для контроля эффективности лечения в короткие сроки и идентифицировать больных с быстрой потерей костной массы. Биохимические маркеры измеряют усредненную скорость ремоделирования всего скелета, а не отдельных его областей. Различают биохимические маркеры формирования и резорбции кости, характеризующие функции остеобластов и остеокластов.

Образование	Резорбция
сыворотка: остеокальцин, общая и специфическая костная щелочная фосфатаза, проколлагеновые С- и N-пептиды	плазма: тартрат-резистентная кислая фосфатаза, пиридинолин и дезоксипиридинолин, продукты деградации коллагена I типа (N- и С-телопептиды); моча: пиридинолин и дезоксипиридинолин, продукты деградации коллагена I типа – N- и С-телопептиды, кальций и гидроксипролин натощак и гликозиды гидроксилизина

МАРКЕРЫ РЕЗОРБЦИИ КОСТИ

При всех заболеваниях скелета происходят нарушения процессов ремоделирования кости, что сопровождается возникновением отклонений в уровне биохимических маркеров. Поскольку для большинства заболеваний скелета характерно ускорение ремоделирования с усилением резорбции, то для контроля лечения используют, главным образом, маркеры резорбции костной ткани. Основными биохимическими показателями, используемыми в клинической практике в качестве критерия резорбции кости служат пиридиновые связи коллагена, продукты деградации коллагена I-го типа – N- и С-телопептиды, тартрат-резистентная кислая фосфатаза.

Продукты деградации коллагена I типа – С-телопептиды (S-CTX, CrossLaps™)

Во время обновления костной ткани коллаген I-го типа, который составляет более 90% органического матрикса кости и синтезируется непосредственно в костях, деградирует, а небольшие пептидные фрагменты попадают в кровь или выделяются почками. Продукты деградации коллагена можно определять как в моче, так и в сыворотке с использованием тест-систем CrossLaps™ ELISA фирмы "Nordic Bioscience Diagnostics".

Доказано, что маркеры CrossLaps можно использовать при терапии препаратами, снижающими резорбцию костей, при лечении пациентов с нарушениями метаболизма костной ткани. Первичный остеопороз сопровождается отчетливым повышением карбокситерминального телопептида I типа коллагена. В основе постменопаузального остеопороза лежит дефицит эстрогенов, который первично влечет за собой активизацию процесса резорбции кости, с вторичным усилением процесса формирования кости вследствие спаренности обоих процессов. Потери костной массы возникают в результате преобладания резорбирующих кость процессов и могут быть как быстрыми, так и медленными в зависимости от степени усиления резорбции и степени нарушения соотношения между процессами ремоделирования кости. Поэтому для постменопаузального остеопороза характерно увеличение таких маркеров резорбции, как карбокситерминальный телопептид I типа коллагена. Было показано, что в период менопаузы маркеры резорбции CrossLaps увеличиваются в сыворотке почти в 2 раза. В основе заболевания Педжета лежит нарушение ремоделирования кости, поэтому маркеры обмена костной ткани реагируют на эти процессы. Для этой болезни нехарактерно повышение в сыворотке CrossLaps. В то же время экскреция с мочой CrossLaps существенно увеличена у больных по сравнению с группой здоровых людей.

Тартрат-резистентная кислая фосфатаза (TRACP 5B)

TRACP 5B – фермент, секретируемый остеокластами. Он попадает в повышенном количестве в кровоток при увеличении количества и возрастании активности остеокластов. Исследование этого маркера особенно полезно при мониторинге лечения остеопороза, болезни Педжета, онкологических заболеваний с метастазами в кость различными препаратами, подавляющими резорбцию костной ткани (бисфосфанатами, эстрогенами и другими). При рецидиве онкологических заболеваний (рака молочной железы) с метастазами в кость уровень TRACP 5B возрастает.

БиоХимМак предлагает тест-систему, позволяющую определять только активные формы TRACP молекул, секретируемые во внеклеточное пространство кости, и не детектирующую старые, инактивированные молекулы TRACP или их фрагменты, которые могли появиться во время сбора образца.

22. Обезвреживание аммиака. Источники аммиака в тканях. Реаминирование. Гипераммониемия. Биосинтез мочевины: локализация, последовательность реакций, суммарное уравнение. Нормальное содержание мочевины в сыворотке крови, моче, слюне. Влияние микрофлоры полости рта на обмен мочевины. Аммониогенез. Что важнее в клинике: определение остаточного азота или только мочевины.

Аммиак непрерывно образуется во всех органах и тканях организма. Наиболее активными его продуцентами в кровь являются органы с высоким обменом аминокислот и биогенных аминов – нервная ткань, печень, кишечник, мышцы.

Связывание аммиака

Так как аммиак является чрезвычайно токсичным соединением, то в тканях существуют несколько реакций связывания (обезвреживания) аммиака – синтез глутаминовой кислоты и глутамина, синтез аспарагина, синтез карбамоилфосфата:

• синтез глутаминовой кислоты (восстановительное аминирование) – взаимодействие α-кетоглутарата с аммиаком. Реакция по сути обратна реакции окислительного дезаминирования, однако в качестве кофермента используется НАДФН. Происходит практически во всех тканях, кроме мышечной, но имеет небольшое значение, т.к. для глутаматдегидрогеназы предпочтительным субстратом является глутаминовая кислота и равновесие реакции сдвинуто в сторону α-кетоглутарата,

Реакция синтеза глутаминовой кислоты

• синтез глутамина – взаимодействие глутамата с аммиаком. Является главным способом уборки аммиака, наиболее активно происходит в нервной и мышечной тканях, в почках, сетчатке глаза, печени. Реакция протекает в митохондриях.

Реакция синтеза глутамина

Образование большого количества глутамина обеспечивает высокие концентрации его в крови (0,5-0,7 ммоль/л).

Так как глутамин проникает через клеточные мембраны путем облегченной диффузии, то он легко попадает не только в гепатоциты, но и в другие клетки, где есть потребность в аминогруппах. Азот, переносимый глутамином, используется клетками для синтеза пуринового и пиримидинового колец, гуанозинмонофосфата (ГМФ), аспарагина, глюкозамино-6-фосфата (предшественник всех остальных аминосахаров).

• синтез аспарагина – взаимодействие аспартата с аммиаком. Является второстепенным способом уборки аммиака, энергетически невыгоден, т.к. при этом тратятся 2 макроэргические связи,

Реакция синтеза аспарагина

• синтез карбамоилфосфата в митохондриях печени – реакция является первой в процессе синтеза мочевины, средства для удаления аммиака из организма.

сновные источники аммиака

Основными источниками аммиака являются следующие реакции:

• неокислительное дезаминирование некоторых аминокислот (серина, треонина, гистидина) – в печени,

• окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты во всех тканях (кроме мышечной), особенно в печени и почках,

• дезаминирование амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот – в печени и почках,

• катаболизм биогенных аминов – во всех тканях, в наибольшей степени в нервной ткани,

• жизнедеятельность бактерий толстого кишечника,

• распад пуриновых и пиримидиновых оснований – во всех тканях.

Аммиак является токсичным соединением, находящимся в крови в относительно небольших концентрациях (11,0-32,0 мкмоль/л). Симптомы аммиачного отравления проявляются при превышении этих пределов всего в 2-3 раза. Предельно допустимый уровень аммиака в крови 60 мкмоль/л. При повышении концентрации аммиака (гипераммониемия) до предельных величин может наступить кома и смерть. При хронической гипераммониемии развивается умственная отсталость. Приобретенные формы

Приобретенная (вторичные) гипераммониемия развивается вследствие заболеваний печени и вирусных инфекций. В крайне тяжелых случаях она проявляется как тошнота, рвота, судороги, нечленораздельная речь, затуманивание зрения, тремор, нарушение координации движений.

Наследственные формы

Наследственные формы гипераммониемии вызваны генетическим дефектом любого из пяти ферментов синтеза мочевины. Соответственно ферменту заболевание делится на пять типов. Первичными признаками гипераммониемий являются сонливость, отказ от пищи, рвота, беспокойство, судороги, нарушение координации движений, тахипноэ, дыхательный алкалоз. Могут развиться печеночная недостаточность, легочные и внутричерепные кровоизлияния.

Наиболее частой является гипераммониемия типа II, связанная с недостатком орнитин-карбамоилтрансферазы. Заболевание рецессивно, сцеплено с Х-хромосомой. У матери также наблюдается гипераммониемия и отвращение к белковым продуктам. При полном дефекте фермента наследственные гипераммониемии имеют раннее начало (в период до 48 часов после рождения).

Лабораторным критерием заболевания является накопление глутамина (в 20 и более раз) и аммиака в крови, ликворе и моче.

Основа лечения гипераммониемий сводится к ограничению белка в диете, уже это позволяет предотвратить многие нарушения мозговой деятельности.

Мочевина. — главный конечный продукт азотистого обмена, 80—90% азотсодержа­щих шлаков, выводимых с мочой. За сутки из организма взрослого выводится ≈ 30 г мочевины (от 12 до 36 г), в пересчете на азот 6-18 г.

Содержание в норме:

• Сыворотка крови 2,5 – 8,30 ммоль/л

• Моча 330 – 580 ммоль/сутки

Аммониогенез

Аммониогенез - процесс образования в эпителии почечных канальцев аммиака из аминокислот (прежде всего глутаминовой) путем их дезаминирования. Аммиак секретируется в просвет канальца, где взаимодействует с ионами водорода с образованием и экскрецией ионов аммония.

Физиологическое значение аммониогенеза состоит в удалении при помощи этого механизма избытка кислот и тем самым поддержании кислотно-щелочного состояния, так как в виде свободных водородных ионов может быть выделена лишь небольшая часть кислот.

Интенсивность аммониогенеза оценивается по аммонийному коэффициенту, который рассчитывается как отношение экскреции аммония к общей экскреции водородных ионов и равняется у здоровых лиц 0,645 или как отношение экскреции аммония к экскреции титруемых кислот и составляет в норме 1:2,5.

При заболеваниях почек образование аммиака в канальцевых клетках нарушается и аммонийный коэффициент уменьшается.

Повышение аммонийного коэффициента может наблюдаться при снижении экскреции титруемых кислот, например, на фоне кортикостероидной терапии, в этом случае аммонийный коэффициент не является истинным показателем аммониогенеза

24. Белково-углеводные комплексы (БУК) внеклеточного матриксаБУК - особый вид соединений

БУК классифицируются по 2 критериям: (1) количеству (доле) углеводов в комплексе и (2) качественному моносахаридному составу. Различают протеогликаны (свыше 95% углеводов), мукопротеины (10-50% углеводов) и гликопротеины (менее 10% углеводов).

ГЛИКОПРОТЕИНЫ, соединения, в молекулах которых остатки олиго- или полисахаридов ковалентно связаны (О- или N-гликозидными связями) с полипептидными цепями белка. Гликопротеины широко распространены в природе. К ним относятся важные компоненты сыворотки крови (иммуноглобулины, трансферрины и др.), групповые вещества крови, определяющие групповую принадлежность крови человека и животных, антигены многих вирусов (гриппа, кори, энцефалита и др.), некоторые гормоны, лектины, ферменты.

В образовании О-гликозидной углевод-белковой связи участвуют гидроксиаминокислоты; известны комбинации галактоза (Gal) – гидроксилизин, галактоза или арабиноза – гидроксипролин, но чаще в узле углевод-белковой связи находятся серин или треонин. Известно присоединение остатков N-ацетилглюкозамина (GlcNAc), маннозы (Man) и галактозы к серину, фукозы (Fuс) к треонину, однако подавляющее большинство таких гликопротеинов содержит в узле углевод-белковой связи один и тот же дисахаридный фрагмент (так называемый «кор» или стержень), который состоит из остатков галактозы и N-ацетилгалактозамина (GalNAc) и имеет строение Galβl – 3GalNAcαl -(цифры обозначают номера атомов С в моносахаридах, участвующих в образовании гликозидных связей, греч. буквы – конфигурацию аномерного атома С). Кор связан с атомом О гидроксильной группы остатка серина или треонина (см., напр., ф-лу I). В состав углеводных цепей таких гликопротеинов входят также остатки N-ацетилглюкозамина, L-фукозы и(или) N-ацетилнейраминовой к-ты (NeuAc).

Полипептидные цепи О-гликозилпротеинов, в отличие от обычных белков, сильно обогащены остатками серина и треонина.

В гликопротеинах, у которых углеводная и полипептидная цепи соединены N-гликозидными (гликозил-амидными) связями (N-гликозилпротеины), остаток N-ацетилглюкозамина связан с атомом N амидной группы остатка аспарагина в полипептидной цепи. В этом случае кор углеводной цепи гликопротеинов – пентасахарид:

Функции глико- и мукопротеинов:

1. Являются структурными компонентами мембраны клетки, коллагеновых,эластиновых и фибриновых волокон, костного матрикса;

2. Защитные свойства: муцины выполняют роль смазочного материала,обусловливая уменьшение трения соприкасающихся поверхностей

3. Транспортные молекулы для витаминов, липидов, микроэлементов

4. Иммунная защита: иммуноглобулины, антигены гистосовместимости, комплемент, интерферон - вещества гликопротеиновой природы

5. Гормоны - гликопротеины: тиротропин, хорионический гонадотропин

6. Ферменты глико- и мукопротеиновой природы: гидролазы, нуклеазы,

гликозидазы, факторы свертывания

7. Выполняют роль соединительного элемента в межклеточном взаимодействии