Ентактин

Дерматансульфат

a. мол. маса близько 30 кДа,

b. до складу димеру входить N-ацетілглюкозамін–4–сульфат та L-ідуронова кислота,

c. широкопоширений.

Гепарансульфат

a. димери містять N-ацетілглюкозамін та/або D-глюкуронову кислоту, рідше – ідуронову кислоту,

b. виявляється на поверхні багатьох клітин, у фібробластах шкіри, входить до складу базальних мембран.

Гепарин (гепаринсульфат)

a. виявляється у мастоцитах,

b. антикоагулянт, що зв’язується з антитромбіном ІІІ,

Кератинсульфат

a. містить N-ацетілглюкозамін–6–сульфат та галактозу,

b. може містити галактозамін,

c. ступінь сульфатування сильно варіює,

d. не містить уронової кислоти,

e. виявляється у рогівці, пухкій сполучній тканині.

Таблиця 2.1.

Склад та розподіл глікозаміногліканів у сполучній тканині

3. Протеоглікани

Протеоглікан –

· білкова волокнистоподібна матриця з ковалентно приєднаними глікозаміногліканами,

· всі глікозаміноглікани зв’язані з протеоглікановою білковою серцевиною ковалентно,

· гіалуронова кислота зв’язується з протеогіканами нековалентно з формуванням великих комплексів (наприклад, протеоглікани хряща).

Серцевинний білок – секреторний білок з сигнальним пептидом, що направляє його проходження через мембрану ендоплазматичного ретикулума. На відміну від N-зв’язаних глікопротеїнів, у яких серцевинний вуглевод додається одночасно з переносом білку через мембрану, ланцюги глікозаміногліканів приєднуються пізніше, коли білок потрапляє до апарату Гольджі.

У всіх протеогліканах першими до залишків серину додаються чотири серцевинних сахари :

ксилоза – галактоза – галактоза – глюкуронова кислота.

Так як серин зв’язується через кисень, то такі вуглеводи називають О-зв’язаними.

Після приєднання тетрасахаридного ядра специфічні глікозилтрансферази додають один за одним вуглеводні залишки. Цей процес відбувається, ймовірно, у цистернах комплексу Гольджі і транс-сітці Гольджі. До 95% речовини протеогліканів складають бічні вуглеводні ланцюги – в основному нерозгалужені ланцюги глікозаміногліканів. Серцевинний білок також може бути глікопротеїном і мати N-зв’язані вуглеводи. Протеоглікани дуже різноманітні за розміром та складом, бо можливим є різні сполучення дисахаридних одиниць, що повторюються, та різних серцевинних білків.

Рис. 3.1. Схема приєднання глікозаміногліканового ланцюгу з серином серцевинного білку в молекулі протеоглікану. До серину [який часто знаходиться всередині послідовності Asp (або Glu)-Asp-(або Glu)-X-Ser-Gly-X-Giy, де X –будь-яка амінокислота] приєднується специфічний “лінкерний трисахарид”. Остання частина ланцюгу побудована в основному з дисахаридних одиниць.

Рис.3.2. А. Електронна мікрофотографія агрегату протеогліканів з ембріонального хряща корови. Б. Схема будови протеогліканового агрегату, показаного на фото А. Він складається з сотні протеогліканових мономері, нековалентно приєднаних до одної молекули гіалуронової кислоти за допомогою двох зв’язувальних білків, які одночасно з’єднані як з серцевинним білком протеоглікану, так і з ланцюгом гіалуронової кислоти, та стабілізують таким чином агрегат.

Функції протеогліканів:

1. Утворюють позаклітинні гелі з різним розміром пор та різною щільністю зарядів, такі гелі можуть регулювати надходження невеликих молекул через позаклітинний матрикс.

2. Приймають участь у міжклітинній сигналізації, зв’язуючись з факторами росту (наприклад, з фактором росту фібробластів) і змінюючи їх активність.

3. Зв’язують інші секреторні білки: деякі секреторні протеази і інгібітори взаємодіють з протеогліканами, що регулюють ферментативну активність у місці секреції. Це має місце при запальних реакціях, репарації поверхні поранення, метастазування пухлин.

Протеоглікани виявлені не лише у позаклітинному матриксі, але й у плазмолемі, де вони виконують роль рецепторних молекул. Прикладом таких молекул є синдекани, які мають трансмембранний домен та функціонують як рецептори фібронектину та колагену. Цитоплазматичні домени цих протеогліканів можуть взаємодіяти з корковим актиновим цитоскелетом (з кадгерином та інтегринами), що забезпечує зв’язок цитоскелету з позаклітинним матриксом.

4. Глікопротеїни

Глікопротеїни

1. складаються з поліпептидних ланцюгів, з’єднаних розгалуженими полісахаридами,

2. розрізняють :

a. глікопротеїни, що формують фібрилярні структури (фібронектин, фібрилін, еластин),

b. неволокнисті глікопротеїни (ламінін, ентактин, тенасцин).

4.1. Фібронектин

Фібронектин:

1. один з найпоширеніших нерозчинних глікопротеїнів позаклітинного матриксу,

2. присутній у рідинних середовищах організму, базальній мембрані, навкруги колагенових волокон та клітин,

3. секретується у вигляді димеру,

4. молекулярна маса мономеру 220 000 – 250 000,

5. мономери пов’язані двома дисульфідними зв’язками, розташованими поблизу С-кінця (рис 4.1.1.),

Рис.4.1.1. Фібронектин та ламінін.

6. інтегральний білок,

7. містить домени зв’язування інших компонентів позаклітинного матриксу: колагену, гепарину А та В, хондроітинсульфату,

· такі стрижневі домени розділені гнучкими ділянками,

· домени складаються з серії амінокислот, що повторюються, вони кодуються окремими екзонами,

· найбільш вивченим доменом фібронектину є трипептидна послідовність RGD, яка розпізнається спеціальними поверхневими рецепторами клітини; інтегринами, що зв’язуються з фібронектином. Такий же домен RGD є і у колагену, і у ламініну.

· всередині клітини інтегрин взаємодіє з актиновими мікрофіламентами примембранного цитоскелету , а з зовні з’єднується з фібронектином. Останній утвор.є зв’язки з колагеном та глікозаміногліканом (гепарансульфатом) Так встановлюється структурна неперервність.

8. кодується одним геном, який містить більше ніж 50 000 нуклеотидних пар і 50 екзонів,

9. при альтернативному сплайсингу утвоюється приблизно 20 різних ізомерів фібронектину, які вироблюються клітинами в залежності від стадії розвитку і типу тканин,

10. у позаклітинному середовищі фібронектин збирається у нерозчинні філаменти, у яких його димери зшиті дисульфідними зв’язками,

11. зборка відбувається на поверхні клітин і регулюється, ймовірно, специфічними факторами зборки, які виділяються клітиною,

12. функції фібонектину:

· забезпечення адгезії між клітинами і позаклітинним матриксом за допомогою зв’язування з інтегриновими рецепторами,

· контроль архітектури поверхні клітин,

· сприяння міграції клітин (рівень фібонектину у трансформованих клітинах є зниженим, що і сприяє зниженню зв’язування клітин з позаклітинним середовищем та підвищенню їх рухливості, а значить і збільшує ймовірність метастазування).

4.2. Фібрилін

Фібрилін

· формує мікрофіламменти, диаметром 8-12 мкм,

· посилює зв’язок між позаклітинними елементами (наприклад, у мезангії нирки),

· входить до складу еластичних структур, забезпечуючи їх упорядкованість.

4.3. Ламінін

Ламінін:

1. один з головних компонентів базальної мембрани,

2. великий довгий глікопротеїн з молекулярною масою близько 850 000, 70 нм у довжину,

3. складається з 3 поліпептидних ланцюгів: А, В1 та В2, розташовані у вигляді витягнутого хреста і скріплених дисульфідними зв’язками (рис.4.3.1).

4. складається з декількох доменів:

a. домени зв’язування з колагеном ІV типу (для прикріплення базальної мембрани до клітини) (рис. 4.3.2.),

Рис. 4.3.1. А. Електронні мікрофотографії молекул ламінінуБ, Схема структури ламініну. ЭЦей мультидоменний глікопротеїн складається з трьох поліпептидних ланцюгів (А, В, и В₂), з’єднаних дисульфідними зв’язками у формі асиметричного хреста.

Рис. 4.3.2. Взаємодія клітини з колагеном, фібронектином, ламініном: А-через a та b субодиниці інтегрину, Б- фіборнектин – опосередкована взаємодія між клітиною та колагеном.

b. домени зв’язування з гепарансульфатом,

c. домени зв’язування з ентактином (маленьким білком, що зшиває молекулу ламініну з колагеном ІV типу)

d. домени зв’язування з інтегринами клітинної поверхні.

Ентактин

Ентактин (нідоген):

1. сульфатований глікопротеїн,

2. мол. маса 150 кДа,

3. білковий компонент всіх базальних мембран,

4. виконує функцію прикріплення,

5. містить RGD- ділянку,

6. утворює стабільний нековалентний комплекс з ламініном,

7. утворює зшивки між колагеном ІV типу та ламініном.