Фосфопротеины

К белкам этого класса относятся казеиноген молока, в котором содержание

фосфорной кислоты достигает 1%; вителлин, вителлинин и фосвитин,

выделенные из желтка куриного яйца; овальбумин, открытый в белке

куриного яйца; ихтулин, содержащийся в икре рыб, и др. Большое коли-

чество фосфопротеинов содержится в клетках ЦНС. Фосфопротеины зани-

мают особое положение в биохимии фосфорсодержащих соединений не

только в результате своеобразия структурной организации, но и вследствие

широкого диапазона функций в метаболизме. Характерной особенностью

структуры фосфопротеинов является то, что фосфорная кислота оказы-

вается связанной сложноэфирной связью с белковой молекулой через

гидроксильные группы β-оксиаминокислот, главным образом серина

и в меньшей степени треонина. На одну молекулу белка обычно приходится

2–4 остатка фосфата.

Новые данные свидетельствуют о том, что в клетках фосфопротеины

синтезируются в результате посттрансляционной модификации, подвер-

гаясь фосфорилированию при участии протеинкиназ. Этот процесс под-

робно рассматривается в главе 14. Здесь лишь укажем на существенную

роль специфической протеинкиназы, катализирующей фосфорилирование

ОН-группы тирозина, в биосинтезе онкобелков. Таким образом, уровень

фосфопротеинов в клетке зависит в значительной степени от регулирую-

щего действия ферментов, катализирующих фосфорилирование (протеин-

киназы) и дефосфорилирование (протеинфосфатазы). Следует отметить, что

фосфопротеины содержат органически связанный, лабильный фосфат, аб-

солютно необходимый для выполнения клеткой ряда биологических функ-

ций. Кроме того, они являются ценным источником энергетического и

пластического материала в процессе эмбриогенеза и дальнейшего постна-

тального роста и развития организма.

Особо следует отметить, что некоторые ключевые ферменты, регули-

рующие процессы внутриклеточного обмена веществ, также существуют

как в фосфорилированной, так и в дефосфорилированной форме. Этим

подчеркивается значение фосфорилирования–дефосфорилирования в про-

цессах химической модификации макромолекул, участвующих в интеграль-

ных процессах метаболизма.

Липопротеины

Этот класс сложных

белков состоит из белка и простетической группы, представленной каким-

либо липидом.

Хиломикроны состоят преимущественно из триглицеридов, причем, как мы знаем, из экзогенных триглицеридов, транспортной формой в крови которых они и являются.

Липопротеины очень низкой плотности также главным образом содержат триглицериды, но эндогенного происхождения и являются их транспортной формой в крови.

Липопротеины низкой плотности в своем составе в норме содержат до 45% холестерина, что преобладает над другими типами липидов в данном классе липопротеидов, поэтому данные липопротеины рассматривают как транспортную форму холестерина в крови.

Липопротеины высокой плотности содержат больше всего фосфолипидов и являются их транспортной формой.

В крови здорового человека, взятой натощак, содержатся только липопротеиды высокой, низкой и очень низкой плотности. Хиломикроны в ней отсутствуют. Они появляются только при нарушениях липидного обмена.

В ряде патологических состояний в крови может обнаруживаться пятый класс липопротеинов — липопротеиды промежуточной плотности. Обычно они представляют собой промежуточные продукты превращения липопротеинов очень низкой и низкой плотности. Синтезируются липопротеиды высокой и очень низкой плотности в печени, а низкой — в плазме крови из липопротеидов очень низкой плотности.

Все классы липопротеидов в большей или меньшей мере содержат холестерин. Но наиболее атерогенными из них являются ЛПНП и ЛППП. Един­ственный неатерогенный класс липопротеидов — это липопротеиды высокой плотности. Более того, они активно участвуют в выведении холестерина из клеток путем этерификации его, что облегчает доставку холестерина в печень, откуда он в составе желчи выводится в кишечник и удаляется из организма. Все другие классы, наоборот, транспортируют холестерин в клетки.

Кроме того, липопротеиды высокой плотности являются транспортной формой фосфолипидов в крови. Фосфолипиды способствуют поддержанию холестерина во взвешенном состоянии, препятствуя его выпадению из кровяного русла.

ГЛИКОПРОТЕИНЫ

Гликопротеины – сложные белки, содержащие, помимо простого белка или

пептида, группу гетероолигосахаридов. В состав гликоконъюгата входит угле-

водный компонент (гликановая фракция), ковалентно связанный с неугле-

водной частью (агликановая фракция), представленной белком, пептидом,

аминокислотой или липидом.

МЕТАЛЛОПРОТЕИНЫ

К металлопротеинам относятся биополимеры, содержащие, помимо белка,

ионы какого-либо одного металла или нескольких металлов (табл. 2.5).

К таким белкам принадлежат, например, белки, содержащие негемовое

железо, а также белки, координационно связанные с атомами металлов

в составе сложных белков-ферментов.

Амфотерность.

Белки, как и аминокислоты, амфотерны благодаря наличию свободных

NH2- и СООН-групп. Для них характерны все свойства кислот и оснований.

В зависимости от реакции среды и соотношения кислых и основных

аминокислот белки в растворе несут или отрицательный, или положитель-

ный заряд, переемещаясь к аноду или катоду.

Мононуклеотид.

структурными единицами нуклеиновых кислот являются

мономерные молекулы – мононуклеотиды.

Полиморфизм белков.

У разных особей возникают варианты (мутации) разных генов или варианты одного и того же гена. Варианты генов, образующиеся у отдельных особей, могут постепенно распространяться в популяции в результате наследования, если они не летальны. Так формируется генотипическая неоднородность популяции, которая ведет и к фенотипической неоднородности. На молекулярном уровне фено-типическая неоднородность проявляется как полиморфизм белков — существование разных форм белка, выполняющих одинаковые или очень сходные функции (изобелки)

Два белка – гемоглобин1 и миоглобин – часто называют дыхательными ферментами (рис. 1). Оба этих вещества выполняют роль переносчиков при дыхании: гемоглобин – основной компонент красных кровяных телец2 (эритроцитов), переносящих по артериям кислород из легких к тканям; миоглобин – красный белок в мышцах, принимающий кислород от гемоглобина и хранящий его там до того момента, когда он потребуется для окисления пищевых веществ. Эти процессы в организме сопряжены с одновременным переносом углекислого газа, переправляемого из тканей в легкие, в основном в виде бикарбоната. Перенос бикарбоната и углекислого газа идет также при содействии гемоглобина.