Учебно-методическое пособие для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной подготовки
жүктеу/скачать 3.71 Mb.
|
| Липопротеины
К липопротеинам относятся сложные белки, которые в качестве небелкового компонента включают в свой состав различные липиды (высшие жирные кислоты, фосфолипиды, производные изопрена и пр.). Присутствие в молекуле сложного белка гидрофобного (липидного) компонента, обеспечивает возможность его встраивания в липидный бислой клеточных мембран. Поэтому липопротеины часто обнаруживаются в клеточных мембранах. В состав липопротеинов часто входят остатки пальмитиновой или миристиновой кислот. В некоторых случаях обе жирные кислоты одновременно включаются в состав одного белка. К подобным липопротеинам относится фермент индуцибельная NO-синтаза. Остаток миристиновой кислоты обычно присоединяется к свободной аминогруппе N-концевой аминокислоты полипептидной цепи белка (рис. 30). В отличие от миристиновой, пальмитиновая кислота присоединяется к полипептидной цепи путем образования тиоэфирной связи с включенным в нее остатком цистеина. Остаток пальмитиновой кислоты входит в состав белка рецептора трансферина. Рис. 30. Присоединение остатка миристиновой и пальмитиновой кислоты к полипептидной цепи липопротеина. Часто в структуре липопротеинов выявляются производные изопрена, к числу которых относится линейный терпен фарнезил (рис. 31). Они встраиваются в состав молекулы липопротеина за счет образования тиоэфирной связи с остатком цистеина, расположенного в полипептидной цепи около ее С-конца. Рис. 31. Соединение остатка фарнезила с полипептидной цепью липопротеина. В состав некоторых липопротеинов входит остаток фосфолипида – фосфатидилинозитола. Он соединяется с полипептидной цепью белка в области ее С-конца, связываясь последовательно с тремя остатками маннозы, N-ацетилглюкозамином и фосфоэтаноламином (рис. 32). Подобная гликолипидная структура образует своеобразный якорь липопротеина, который жестко укрепляет его в липидном бислое клеточной мембраны, в таком положении, что белок оказывается на ее наружной (экстраклеточной) поверхности. К подобным липопротеинам относятся ферменты щелочная фосфатаза и 5’-нуклеотидаза. Рис. 32. Схема строения молекулы липопротеина, содержащего в составе остаток фосфатидилэтаноламина (GN - N-ацетилглюкозамин, M3 - три последовательно соединенных остатка маннозы, I - остаток инозитола). Как уже отмечалось ранее, в большинстве своем липопротеины представляют собой мембраносвязанные белки. Липидный компонент позволяет им жестко встраиваться в гидрофобный слой мембраны и поэтому выполнять характерную для них функцию в непосредственной близости от нее (рис. 33). Связывание белка с мембраной увеличивает его локальную концентрацию в клетке и повышает эффективность взаимодействия с другими мембранными белками и субстратами. К настоящему времени активно создаются лекарственные препараты, способные модифицировать липопротеины и тем самым подавлять возможность их присоединения к клеточным мембранам. К их числу относятся 2-гидрокси миристиновая и 2-бром пальмитиновая кислота. При их введении в организм происходит глубокое изменение обмена веществ в клетках, в виду чего представляется перспективным их использование для лечения онкологических заболеваний. Рис. 33. Топография различных типов липопротеинов в клеточной мембране (липопротеины, содержащие в структуре: 1 – миристиновую к-ту; 2 – пальмитиновую к-ту; 3 – фосфатидилинозитол) по (D. L. Nelson, M. M. Cox, 2004). С определенной степенью корректности к липопротеинам относят липопротеины плазмы крови. Липопротеины крови представляют собой надмолекулярные сферические частицы, состоящие из белков и липидов. Между компонентами липопротеинов крови отсутствуют прочные ковалентные связи. Взаимосвязь между белками и липидами в них обеспечивается за счет сил слабых взаимодействий – преимущественно гидрофобных, водородных и Ван-дер-ваальсовых связей. Значение липопротеинов крови определяется тем, что они обеспечивают транспорт гидрофобных молекул (липидов) в организме животных и человека. Как известно, липиды неспособны растворятся в полярных растворителях и, в том числе, в плазме крови. Поэтому их перенос в крови возможен только в составе переносчиков – липопротеинов. Липопротеиновая частица имеет мицеллярную структуру. Она состоит из гидрофильной оболочки и гидрофобного ядра (рис. 34). Рис. 34. Строение липопротеина плазмы крови В состав гидрофильной оболочки входят белковые молекулы (апопротеины), а также полярные группы отдельных липидов – фосфолипидов и холестерола. Гидрофильная оболочка липопротеиновой частицы находится в контакте с водой. Гидрофобное ядро образовано неполярными липидными молекулами – триглицеролами, эфирами холестерола, а также неполярными функциональными группами фосфолипидов и холестерола. В отличие от гидрофильной оболочки, гидрофобное ядро полностью изолировано от контакта с полярными молекулами воды. Характерная структура липопротеинов крови, обеспечивает защиту включенных в их состав гидрофобных молекул или их отдельных компонентов от контакта с полярными молекулами воды. За счет этого формируется устойчивая в воде частица, имеющая форму мицеллы. В ее составе гидрофобные липидные молекулы транспортируются в крови. Липопротеиновые частицы отличаются друг от друга по соотношению входящих в их состав липидов и белков. По этой причине они различаются по плотности и величине электрического заряда. По плотности липопротеины крови разделяются на следующие основные классы: хиломикроны; липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП); липопротеины низкой плотности (ЛПНП); липопротеины высокой плотности (ЛПВП). Ниже в таблице представлены сведения о плотности, а также липидном и белковом составе основных классов липопротеинов крови:
Примечание: ХЛ – свободный холестерол, ЭХЛ – связанный холестерол, ФЛ – фосфолипиды, ТАГ – триацилглицеролы. Разные классы липопротеинов крови обеспечивают транспорт различных липидов в организме человека и животных. Изменение липопротеинового состава крови сопровождает развитие целого ряда сердечнососудистых заболеваний (ишемической болезни сердца, атеросклероза и др.). Поэтому его изучение играет важную роль в диагностике этих заболеваний. жүктеу/скачать 3.71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||