Биохимия (стр. 1 )

БИОХИМИЯ.

.

МОДУЛЬ «СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА».

ЛЕКЦИЯ № 1.

Соединительная ткань отличается тем, что в ней мало клеток, а много межклеточного вещества. В этом веществе преобладают и наиболее характерны белки волокнистые (фибриллярные). Кроме белков в значительной степени промежуточное вещество представлено гетерополисахаридами.

Белки, входящие в соединительную ткань.

1. Коллаген (на него приходится 1/4 массы тела) представляет собой сложный четвертичный (имеет несколько полипептидных цепей) белок. Представлен гликопротеидами, в основном глюкоза и галактоза. В состав каждой молекулы коллагена входят 3 полипептидной цепи (одинаковые) – три a цепи. Каждая цепь примерно содержит по 1000 аминокислотных остатков. Синтезируются цепи – ( проколлаген, молекул. масса 140 килодальтон), в фибробластах, при этом структура этой цепи N и с концы формируют глобулы. Средняя часть цепи – тропоколлаген (95 килодальтон). Альфа цепь состоит из 3х аминокислотных остатков, при этом одна из них обязательно Глицин (на него приходится до 35% в цепи). Следующий компонент – Пролин или может быть Гидроксипролин. Лизин следующая АК в цепи. Спираль коллагена – 3/10 (3 цепи, на каждый поворот придутся 10 остатков) – так называется вся полипептидная цепь. Изгиб каждой цепи будет ВЛЕВО, а когда они соединяются вместе – то вправо – это тропоколлаген! Размеры стержень 300 нм. На 1 и 4 нм.? В том же фибробласте молекула тропогена подвергается химической модификации:

- Реакция гидроксилирования происходит под действием 2х ферментов – пролилгидроксилаза и лизингидроксилаза. У лизина гидроксилирование происходит всегда по предпоследнему атому углерода. Для этой реакции кроме фермента и полипептидной цепи требуется Альфакетоглутаровая кислота, аскорбиновая кислота (дегидроаскорбат получится) и ионы железа, молекулярный кислород естественно. Во внеклеточном пространстве только там отщепляются n (20 000 дальтон) и с (30 000 дальтон) концевые участки. В молекуле тропоколлагена упаковывается коллагеновое волокно, располагаясь параллельно друг к другу (второй слой сдвигается примерно на четверть длины – лёгкая поперечная исчерченность; слоёв может быть много). Соединение волокон происходит за счёт образования ковалентных связей – они и придают жесткость и прочность волокну. Этих связей бывает три типа, но все они связаны с лизином. Во вне клеточной среде эпсилон-аминогруппа лизина может окислятся с образованием альдегида (происходит дезаминирование) и полученное соединение называется альлизин. Между альдегидами и молекулами лизина произойдет конденсация или соединение – образуется шиповое образование с лизином или с гистидином, либо же 2 альлизина. Данный процесс – это старение коллагена. Коллагеназа, желатиназа, пролидаза, трипсин, химотрипсин – разрушают коллаген (расщепляют полипептидные цепи). При старении происходит изменение соотношения основное вещество-волокна (для всей СТ) – это соотношене снижается: волокон будет больше. Коллаген изменяет свои физ-хим свойства за счёт увеличения числа и прочности внутри и межмолекулярных поперечных связей, снижается его эластичность, способность к набуханию и увеличивается устойчивость к коллагеназе. Коллаген существует в нескольких типах (до 13):

- Коллаген I типа представлен в коже, костях, сухожилиях и роговице. В его альфа цепях – [альфа1(I)]2 L2 и до 10 лизина.

- Коллаген II типа представлен в хряще в стекловидном теле [L(II)]3; лизина > 10.

- Коллаген III типа преобладает в сосудах и в коже у плода: [L(III)]3 и гидроксилизина очень много >> 10, самый богатый глицином.

- Коллаген IV типа – базальная мембрана всех клеток: [L(IV)]3 преобладают гидроксипролин, > 20 гидроксилизина и очень мало пролина.

ЛЕКЦИЯ № 2.

Продолжение белков:

2. Эластин – это гидрофобный не гликозолированный белок, длинной около 800 аминокислотных остатков. В составе эластина четверть аминокислотных остатков приходится на 25 гидрофобных Б, глицина мало, пролина 25-28% - здесь он не гидроксилируется, аланина очень много. Синтезируется в виде проэластина, очень много раз повторяется последовательность: (пролин-глицин-валин-глицин-валин)11 – до 11 раз повторяется. По силе взаимодействия этот белок слабый, т. к. гидрофобный. Эластичность этот Б приобретает за счёт образования – Десмозин – это объединение нескольких остатков лизина и альлизина (4 остатка) объединяются в узел, соединяя ковалентными связями 4 участка полипептидной цепи.

3. Фибронектин – это сложный четвертичный белок (в его составе 2 полипептидные цепи), являющийся гликопротеин. Имеет 2.500 АКных остатков в полипептидной цепи. Каждая цепь построена из 3х коротких много раз повторяющихся АКных последовательностей и нескольких участков (глобулярных и фибриллярных). При этом С-конец располагается внутри клеток, а N-конец выступает наружу. Эти 2 цепи соединяются дисульфидным мостиком. Глобулярные домены способны взаимодействовать с клетками, с коллагеном и концевое взаимодействие с гепарином. Глобулярные участки предназначены для взаимодействия с вышеописанным. Для взаимодейстивя необходим Б – интегрин. Различают 3 формы фибронектина:

- Растворимый фибронектин – в таком виде он находится в плазмп крови, где способствует свёртыванию крови, заживлению ран и фагоцитозу.

- Поверхностный фибронектин – прикреплён к мембране клеток и имеено в мемранах возможно образование олигомерной формы.

- Трудно растворимый матриксный фибронектин – в матриксе соединительной ткани, образует волокна, располагающиеся друг за другом (фибриллярная форма). Последовательность: аргенин-глицин-аспарагиновая кислота – (RGD-последовательнось). RGD-последовательность взаимодействует с рецепторами, т. е. RGD-рецепторы называются.

4. Ламинин – это 900 АКных остатков, этот Б синтезируется эпителиальными клетками, является основным Б базальных мембран, способен связываться с коллагеном и клетками. Белок состоит из 3х типов цепей, в цепи А – 440 Аминокислот, а цепь В1 – 225 АК, в цепи В2 – 205 АК.

Цепь А располагается по середине, а цепи В имеют не только фибриллярные участки, но и глобулярные. За контакты отвечают глобулярные участи цепи В. Фибриллярная часть обеспечивает адгезию, именно с этим участком связывают различные факторы роста.

5. Интегрины – это мембранные гликопротеины, состоящие из 2х полипептидных цепей, при этом они пронизывают мембрану целиком (внутри С-концы, а N-концы выставлены наружу). L-цепь подвергается гидролизу у самого основания мембраны, но остаётся относящейся к цепи, т. к. образуется дисульфидная связь. Целый Б состоит из L и В цепей. Интегрины содержат в матриксной части АКтые последовательности, взаимодействующие с RGD-последовательностью фибронектина. Внутриклеточные последовательности С-концевые участки интегринов могут конактировать с сократительными Б, чаще всего с актином. Выделяют 3 семейства интегринов, которые различаются В-цепями:

- Первео семейство содержит рецепторы для фибробластов и фибронектина.

- Второе – предпочитает фибронектин тромбоцитов.

- Третье – взаимодействует преимущественно с лейкоцитами.

Именно итегрины считают ответственными механорецепторами.

ОБ УГЛЕВОДАХ.

В чистом виде углеводов в соединительной ткани нет – они входят только как компоненты. Кроме того и как гетерополисахариды.

Фибробласты и многие другие СТ-клетки секретируют в матрикс глюкозамингликаны.

Гликопротеины – это белок, в составе которых преобладают белковая часть, содержание углеводов в них варьирует от 1 до 60%. При этом углеводные остатки присоединяются к АМ: серил, триамину за счёт огликозидной связи, остатки аспарагина присоединяют за счёт образования N-гликозидной связи. Чаще всего происходит присоединение к белку остатки глюкозы или галактозы.

Протеогликаны – это очень крупные молекулы (1000000масса), их построение осуществляется за счёт последовательного присоединения либо моно - либо дисахаридных звеньев к исходным трисахариду (ксилоза и 2 остатка галактозы – это трисахарид). Дальее к нему добавляются остальные. Протеогликаны чаще всего – это линейные молекулы. Более короткое написание мальтозы для примера: Glс(a1®4)Glc. Различают несколько классов протеогликанов:

- 1й класс: Гиалуроновая кислота (дисахарид) молекулярная масса от 4 до 8 миллионов, содержится в коже, хрящах, стекловидном теле, синовиальной жидкости. Короткое написание: [GlcUA(b1®3)GlcNAc(b1®4)]n.

- 2й класс: Хондроитинсульфат (ы) – [GlcUA(B1---3)GalNAc(B1---4)]n. Находятся в хрящах (более всего), роговице, костях, стенках артерий. Молекулярная масса от 5000 до 50000 Дальтон.

--- Дерматансульфат: [UdA(B1---3)GalNAc(B1---4)]n. Имеется в коже, сосудах и сердечных клапанах. Масса от 01.01.010 Дальтон. UdA – это Идуроновая кислота (это стереоизомер).

--- Кератансульфат [Gal(B1---3)GlcNAc(B1---4)]n. Имеется в роговице, хрящах. Ммасса от 4 до 19000. В нём нет кислот!

У всех соединений и 1го и 2го класса – это структурные элементы, гидрофильны!

--- Гепарин или гепарансульфат (различия в названии условные – по степени сульфатизации): [GlcUA(L1---4)GlcNAc(L1---4)]n. – Масса от 5 до 20000 Дальтон, не устойчивая. Имеется в тучных клетках СТ.

Как пример, протеогликаны:

- Гель алоэ состоит из ацетата Манозы и дрожжевых глюканов (имеют В-гликозиднеые-связи), более учтойчив.

О ЛИПИДАХ.

Производные Арахидоновой кислоты.

Арахидоновая кислота – это длинная кислота (4 атома углерода) и 2 ненасыщенные связи.

1. Эйкозаноиды - эти полиненасыщенные кислоты (в том числе и арахидоновая кислота) образуются из фосфолипидов. Фермент, который отщепляет фосфолипиды поступает только с пищей! Активаторы фосфолипазы – Ангеотензин, Брадикинин, Тромбин, Адреналин. Все эти вещества увеличивают внутриклеточное содержание кальция. К ингибиторам фосфолипазы А2 относятся противовосполительные стероиды (Кортизол и др.). Фермент – липооксигеназа (встраивают кислород, т. е. окисляют). Под действием этого фермента образуются Лейкотриены.

2. Фосфотизилинозитол. Фосфолипазу-С активирует Адреналин и Норадреналин, Ацетилхолин, Вазопрессин, ионы кальция. Фермент – циклооксигеназа, её ингибирует индометоцин и бутодион. Образуются: простогландины и тромбоксаны.