ГЛІКОПРОТЕЇНИ МЕМБРАН БАКТЕРІЙ – СТРУКТУРА І ФУНКЦІЇ

Серед структурних компонентів клітини широко представлені біополімери, які містять в своєму складі вуглеводи і білки. До недавна вуглеводи, які знаходили в асоціації з білками вважались забрудненими. Але вдосконалення методів ізолювання, очистки та ідентифікації клітинних компонентів показало, що змішані полімери вуглеводів і білків широко поширені в природі і беруть участь у багатьох біологічних процесах. Їх виділяють в особливий клас складних білків, ряд специфічних функцій яких визначаються присутністю вуглеводів.

Вуглевод-білкові речовини достатньо різноманітні за структурою і функціями. Вони зустрічаються у всіх тканинах організму людини і тварин, в рослинах, у мікроорганізмах. Виділення індивідуальних вуглевод-білкових комплексів супроводжується деякими труднощами. Цим пояснюється той факт, що навіть для найбільш добре вивчених представників цього класу сполук, багато деталей їх структури повністю не відомі, відсутня і чітка класифікація вуглевод-білкових речовин.

В структурі будь-якого вуглевод-білкового комплексу представлені дві частини: вуглеводна і білкова. Від переважання тої чи іншої частини залежать властивості і функції вуглевод-білкових комплексів. Так, протеоглікани містять більший процент вуглеводів, тому вони проявляють ознаки, присутні вуглеводам. Глікопротеїни, навпаки, характеризуються великим вмістом білка, що зумовлює його властивості. В цьому є одна із основних відмінностей протеогліканів від глікопротеїнів. В протеогліканах вуглевод, ковалентно з’єднаний з поліпептидним ланцюгом, а не олігосахаридом, як у випадку глікопротеїнів. Ці лінійні і регулярні полісахаридні ланцюги побудовані із одиниць, що повторюються (часто дисахаридів), що складаються із кислого моносахариду (D-глюкуронова або L-ідуронова кислота) і основного моносахариду (N-ацетилгалактозамін або N-ацетилглюкозаміну). Число дисахаридних ланцюгів, що чергуються може бути дуже великим, і молекулярна маса протеогліканів інколи досягає кілька мільйонів Да.

Глікопротеїни представляють кон’югати білків, які містять в якості простетичної групи один і більше гетеросахаридів, звичайно розгалуджених, з відносно невеликою кількістю цукрових залишків, в яких відсутня повторююча одиниця і зв’язані ковалентно з поліпептидним ланцюгом.

На наш погляд правильним буде висловлювання Спіро, що протеоглікани повинні розглядатися як спеціалізована група глікопротеїнів. Незважаючи на різноманітність цих комплексів, їх можна об’єднати в одну групу, завдяки присутності зв’язаного вуглеводу, який надає певних властивостей молекулі і вимагає залучення незвичайних ферментативних реакцій для її утворення. Далі будуть розглядатись тільки глікопротеїни – компоненти цитоплазматичної мембрани бактерій, в той час як протеоглікани представляють собою компоненти клітинної стінки.

В даний час глікопротеїни поділяють на: функціональні (ферменти, гормони, муцини), структурні (колаген, глікопротеїни мозку) та інтегровані в мембрани (глікопротеїни поверхні клітини, мукоїди еритроцитів).

Глікопротеїни складають основну масу вуглеводів поверхні клітини тваринних і рослинних організмів. Деякі глікопротеїни, такі, як групоспецифічні субстанції крові, глікопротеїни мембран еритроцитів, ряд ферментів (РНКаза В, амілаза), достатньо вивчені: встановлена структура їх вуглеводної частини. Наявність глікопротеїнів в мікроорганізмах ще недостатньо вивчено. У ряду еукаріотів (дріжджі) глікопротеїни виявлені як у складі клітинної оболонки, так і поза нею. Що ж стосується бактерій, то вивчення в них глікопротеїнів розпочато лише в останні роки.