Цепи гликозаминогликанов занимают большие объемы пространства и образуют гидратированные гели

[10]

Гликозамнногликаны - это длинные неразветвленные полисахаридные цепи, состоящие из повторяющихся дисахаридных звеньев. Их называют гликозаминогликанами потому, что один из двух остатков в повторяющемся дисахариде - это всегда аминосахар (N-ацетилглюкозамин или N-ацетилгалактозамин). В большинстве случаев один из этих аминоса-харов сульфатирован, а второй представляет собой уроновую кислоту.

Наличие у многих сахарных остатков сульфатных или карбоксильных групп придает гликозаминогликанам большой отрицательный заряд (рис. 14-

23). По типу сахарных остатков, типу связей между ними, а также по числу и положению сульфатных групп различают четыре главные группы гликозаминогликанов; это 1) гиалуроновая кислота, 2) хондроитинсулъфат и дерматансулъфат, 3) гепарансульфат и гепарин и 4)

кератансулъфат (табл. 14-2).

Полисахаридные цепи недостаточно гибки, чтобы, подобно многим полипептидным цепям, складываться в компактные глобулярные структуры. Кроме того, они в высокой степени гидрофильны. Поэтому гликозаминогликаны стремятся принять конформацию очень рыхлого, неупорядоченного клубка, который занимает огромный для своей массы объем (рис. 14-24), и образуют гели даже в очень низких концентрациях.

Благодаря высокой плотности отрицательных зарядов их молекулы притягивают множество таких осмотически активных ионов, как Na+, что ведет к присасыванию в матрикс большого количества воды. Это создает давление набухания (тургор), позволяющее матриксу противостоять сжимающим силам (в противоположность коллагеновым волок-

Рис. 14-23. Гликозаминогликаны представляют собой длинные линейные полимеры, состоящие из повторяющейся дисахаридной последовательности. Здесь представлена небольшая часть цепи дерматансульфата; обычно эти цепи содержат от 70 до 200 сахарных остатков.

Очень высокая плотность отрицательных зарядов вдоль цепи обусловлена присутствием карбоксильных и сульфатных групп.

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К. Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд. перераб. и доп. Т. 2.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 539 с.

Таблица 14-2. Гликозаминогликаны
гру ппа	Гликозамино гликан	Мол. масса	Повторяющийся	дисахарид (А-В)„	Число сульфогрупп на дисахарид	Связь с белком	Другие сахара	Распределение в организме
			Остаток А	Остаток В
	Гиалуроновая кислота	4000-8 · 10^6	D-глюкуроновая кислота	N-ацетил-D- глюкозамин				Различные соединительные ткани, кожа, стекловидное тело, хрящ, синовиальная жидкость
	Хондроитин- сульфат	5000-50000	»	N-ацетил-В- галактозамин	0,2-2,3	+	D-галактоза,	Хрящ, роговица, кости, кожа, артерии
					D-ксилоза
	Дерматансуль фат	15000-40000	D-глюкуроновая кислота или L- идуроновая кислота^1)	»	1,0-2,0	+	»	Кожа, кровеносные сосуды, сердце, сердечные клапаны
	Гепаран- сульфат	5000-12000	»	N-ацетил-D- глюкозамин	0,2-2,0	+	»	Легкие, артерии, поверхность клеток, базальные мембраны
	Гепарин	6000-25000	»	»	2,0-3,0	+	»	Легкие, печень, кожа, тучные клетки
	Кератан- сульфат	4000-19000	D-галактоза	»	0,9-1,8	+	D- галактозамин, D-манноза,	Хрящ, роговица, межпозвоночные диски
							L-фруктоза,
							сиаловая кислота
^1) L-идуроновая кислота - продукт эпимеризации D-глюкуроновой кислоты по месту присоединения карбоксильной группы. Таким образом, дерматансульфат - это модифицированная форма хондроитинсульфата, и два типа повторяющихся дисахаридов обычно чередуются в одной и той же гликозаминогликановой цепи

нам, противодействующим растяжению). Именно таким образом сопротивляется сжатию, например, матрикс хряща.

Количество гликозаминогликанов в соединительной ткани обычно составляет менее 10% от содержания фибриллярных белков.

Поскольку, однако, они образуют рыхлый гидратированный гель, цепи гликозами-ногликана заполняют большую часть межклеточного пространства, обеспечивая ткани механическую опору и в то же время не препятствуя быстрой диффузии водорастворимых молекул и миграции клеток.

14.2.3. Гиалуроновая кислота, по-видимому, облегчает миграцию клеток во время морфогенеза и регенерации тканей [11]

Гиалуроновая кислота (называемая также гиалуронатом или гиалуронаном), которая может содержать до нескольких тысяч сахарных остатков, - относительно простая молекула, она состоит из повторяющейся последовательности несульфагированных дисахаридных единиц (рис.

14-25). Это вещество встречается в различных количествах во всех тканях

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К. Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд. перераб. и доп. Т. 2.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 539 с.

и жидкостях тела взрослых животных, особенно много его у ранних зародышей. Гиалуроновую кислоту ввиду простоты ее структуры предположительно считают эволюционно самой ранней формой гликоза-миногликана, однако она не является типичной среди большинства гликозаминогликанов. Все другие гликозаминогликаны 1) содержат сульфатированные сахара, 2) чаще всего содержат несколько различных дисахаридных единиц, образующих более сложные последовательности, 3) имеют гораздо более короткие цепи, содержащие менее 300 сахарных остатков, и 4) ковалентно связаны с белками.

Появляется все больше данных о том, что гиалуроновая кислота выполняет особую функцию там, где происходит миграция клеток, например в процессах эмбрионального развития и при заживлении ран, В периоды клеточной миграции она образуется в больших количествах, а после прекращения миграции избыток ее разрушается ферментом гиалуронидазой. Такая последовательность событий была обнаружена в разнообразных тканях. Это позволяет предполагать, что локальное увеличение синтеза гиалуроновои кислоты, притягивающей воду и тем самым вызывающей набухание матрикса, служит общей стратегией облегчения миграции клеток при морфогенезе и регенерации. Гиалуроновая кислота является также важным компонентом синовиальной (суставной) жидкости, где она играет роль смазки.

Дата добавления: 2015-08-31