Химия белков
жүктеу/скачать 1.16 Mb.
|
| Ответ: пептидная цепь коллагена содержит около 1000 аминокислотных остатков, из которых каждая третья аминокислота - глицин, 20% составляют пролин и гидроксипролин, 10% - аланин, оставшиеся 40% - другие аминокислоты; в коллагене отсутствуют цистеин и триптофан и содержится очень мало гистидина, метионина и тирозина; N- и С-концевые пептиды проколлагена содержат остатки Цистеина, которые формируют внутри- и межцепочечные (только С-концевые пептиды) дисульфидные связи; эти пептиды необходимы для образования тройной спирали коллагена - при их отсутствии спирализация трехцепочечной структуры коллагена нарушается.
Особенности первичной структуры обеспечивают уникальную конформацию коллагена. Полипептидная цепь коллагена укладывается в левозакрученную α-спираль; она более развернута, и на один виток приходится три аминокислотных остатка, поэтому в цепи глицин всегда находится над глицином - это обстоятельство имеет важнейшее значение для последующей укладки коллагена и выполнения его функций. Функция – структурная, регуляторная. Тропоколлаген - структурная единица коллагена. Три полипептидные цепи скручиваясь, образуют молекулу тропоколлагена. Каждая спираль состоит из многократно повторяющихся триад аминокислот, из которых третья всегда глицин, вторая - пролин или лизин, а первая любая (кроме указанных трех). Спиральная организация придаст волокнам структурную устойчивость и повышенную сопротивляемость растяжению. Глицин, имеющий вместо радикала атом водорода, всегда находится в месте пересечения цепей; отсутствие радикала позволяет цепям плотно прилегать друг к другу. Многие патогенные микроорганизмы (возбудители гнойных инфекций, газовой гангрены) содержат фермент гиалуронидазу, которая способствует внедрению этих микроорганизмов в ткани, а также возникновению и распространению патологического процесса. Почему это происходит? Для ответа на этот вопрос: а) назовите субстрат гиалуронидазы, его локализацию в тканях; б) объясните, какую роль играет гиалуронидаза в распространении патологического процесса. Ответ: Гиалуроновая кислота является основным межклеточным веществом. Ее молекулы в виде геля являются своеобразным фильтром, задерживающим микробные и иные крупные частицы, попадающие в организм. Гиалуронидаза микроорганизмов разрушает гиалуроновую кислоту, что позволяет микроорганизмам проникать в кровеносное русло и межклеточное пространство. Одним из факторов, обусловливающих метастазирование клеток злокачественных опухолей, является снижение количества одного из структурных белков межклеточного матрикса на поверхности клеток. Почему при недостаточности этого белка между клетками злокачественной ткани резко ослаблена адгезия? Для ответа на этот вопрос: а) назовите этот белок, укажите особенности его строения; б) объясните, почему его относят к группе адгезивных белков. При сахарном диабете меняется скорость синтеза протеогликанов в инсулинзависимых и инсулиннезависимых тканях. В каких тканях она увеличивается и почему? Для ответа на этот вопрос: а) вспомните, что такое протеогликаны, и назовите особенности их состава и структуры; б) назовите углеводные компоненты протеогликанов и их функции; в) укажите, к каким последствиям приведет повышение синтеза протеогликанов в базальных мембранах? Ответ: Увеличивается в инсулиннезависимых тканях. Протеогликаны — высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5—10%) и гликозаминогликанов (90-95%). Они образуют основное вещество межклеточного матрикса соединительной ткани и могут составлять до 30% сухой массы ткани. Белки в протеогликанах представлены одной полипептидной цепью разной молекулярной массы. Полисахаридные компоненты у разных протеогликанов разные. Протеогликаны отличаются от большой группы белков, которые называют гликопротеинамн. Эти белки тоже содержат олигосахаридные цепи разной длины, ковалентно присоединённые к полипептидной основе. Углеводный компонент гликопротеинов гораздо меньше по массе, чем у протеогликанов, и составляет не более 40% от общей массы. Гликопротеины выполняют в организме человека разные функции и присутствуют во всех классах белков — ферментах, гормонах, транспортных, структурных белках и др. Представители гликопротеинов — коллаген и эластин, иммуноглобулины, ангиотензиноген, трансферрин, церулоплазмин, внутренний фактор Касла, тиреотропный гормон. Гликозаминогликаны и протеогликаны, являясь обязательными компонентами межклеточного матрикса, играют важную роль в межклеточных взаимодействиях, формировании и поддержании формы клеток и органов, образовании каркаса при формировании тканей. Компоненты протеогликанов - гликозаминогликаны Благодаря особенностям своей структуры и физико-химическим свойствам, протеогликаны и гликозаминогликаны могут выполнять в организме человека следующие функции: Они являются структурными компонентами межклеточного матрикса; Протеогликаны и гликозаминогликаны специфически взаимодействуют с коллагеном, эластином, фибронектином, ламинином и другими белками межклеточного матрикса; Все протеогликаны и гликозаминогликаны, являясь полианионами, могут присоединять, кроме воды, большие количества катионов (Na+, K"% Са2+) и таким образом участвовать в формировании тургора различных тканей; Протеогликаны и гликозаминогликаны играют роль молекулярного сита в межклеточном матриксе, они препятствуют распространению патогенных микроорганизмов; Гиалуроновая кислота и протеогликаны выполняют рессорную функцию в суставных хрящах; Гепарансульфатсодержащие протеогликаны способствуют созданию фильтрационного барьера в почках; Кератансульфаты и дерматансульфаты обеспечивают прозрачность роговицы; Гепарин — антикоагулянт; Гепарансульфаты — компоненты плазматических мембран клеток, где они могут функционировать как рецепторы и участвовать в клеточной адгезии и межклеточных взаимодействиях. Они также выступают компонентами синаптических и других пузырьков. К нарушению структуры и функции базальной мембраны, как следствие утолщение её и в результате возможной диабетической ангиопатии. 9. В процессе заживления ран образуются соединительнотканные рубцы. В этот период отмечается активный синтез всех компонентов межклеточного матрикса. Какой основной компонент межклеточного матрикса вы знаете? Для ответа на этот вопрос: а) назовите особенности состава и структуры этого белка, а также изменения, происходящие с пептидной цепью на этом этапе? б) назовите основные этапы его синтеза и созревания; в) укажите, какой посттрансляционной модификации подвергается этот белок, какой витамин в этом участвует. Ответ: Основной компонент – коллаген. а) Коллаген состоит из 1000 аминокислотных остатков. Каждая 3-яя аминокислота – глицин. 20 % - пролин и гидроксипролин. 10 % - аланин. 40 % - остальное. б) Синтез и созревание коллагена сложный многоэтапный процесс, начинающийся в клетке, а завершающийся в межклеточном матриксе. Синтез и созревание коллагена включают в себя целый ряд пострансляционных изменений: Гидроксилирование пролина и лизина с образованием гидроксипролина и гидроксилизина. Гликозилирование гидроксилизина Частичный протеолиз – отщепление «сигнального пептида» , N- и C-концевых пропептидов. Образование тройной спирали. в) Гидроксилирование пролина и лизина. Витамин С. Системная склеродермия - заболевание, при котором увеличивается синтез коллагена, развивается фиброз кожи и внутренних органов. Какой компонент свидетельствует об интенсивности обмена коллагена и как он изменяется при этом заболевании? Для ответа на этот вопрос: а) вспомните особенности катаболизма коллагена, основной фермент и продукт, который появляется в крови и моче; б) расскажите, как изменится этот показатель при лечении больного стероидными гормонами, если известно, что они угнетают образование мРНК проколлагена. Ответ: При склеродермии отмечается высокое содержание оксипролина в моче и крови, а при лечении стероидными гормонами показатель будет снижен. Известно, что эстрогены оказывают анаболическое действие на кости и хрящи. У женщин в менопаузе повышается вероятность переломов костей. Почему это происходит? Для ответа на этот вопрос: а) вспомните, синтез какого основного структурного белка костной ткани индуцируют эстрогены; б) укажите механизм передачи сигнала в клетки- мишени эстрогенам. Ответ подтвердите соответствующей схемой. жүктеу/скачать 1.16 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|