Антигены групп крови АВО - это углеводные половины гликолипидов на поверхности клеток или углеводные части гликопротеинов сыворотки. Углеводная часть поверхностных антигенов эритроцитов связана со сфинголипидами, формируя класс гликосфинголипидов. Те же углеводные компоненты в составе гликопротеинов сыворотки крови названы секреторными формами. Групповая принадлежность обеспечивается особенностями структуры углеводной части
Рис.Структура углеводной части антигенов групп крови системы АВ0.
Углеводы могут присоединяться к белкам при участии липидов. Некоторые мембранные гликопротеины соединяются с мембраной при помощи липидов: белок соединяется с углеводом через фосфатидилэтаноламин, а углевод в свою очередь присоединяется к мембране через связь с фосфоатидилинозитолом. Последний выполняет роль мембранного якоря для всего гликолипопротеина. Связь называют гликозилфосфатидилинозитольгным (GPI) якорем. Один из белков, стабилизированый таким якорем к мембране эритроцитов DAF (decay-accelerating factor) – белок, предотвращающий лизис эритроцитов системой комплемента. Нарушение связи этого белка с мембраной отмечено при пароксизмальной ночной гемоглобинурии. Известны и другие белки использующие GPI якорь для проявления активности - ферменты АХЭ, кишечная и плацентарная щелочная фосфатаза и 5 ' нуклеотидаза, молекулы клеточной агезии N-CAM (neural Cell Adhesion Molecule) и T- Клеточные маркеры Thy1 и LFA-3 ((Lymphocyte Function associated Antigen-3).
|
|
.
Рис.. Участие липидов в связывании углеводов и белков в белково-углеводных комплексах.
Некоторые вирусы бактерии и простейшие используют гликопротеины для проникновения в клетки. Возбудитель малярии Plasmodium vivax, связывается с эритроцитарным хемокиновым рецептором (рецептор интерлейкина-8) при проникновении в клетку. С той же целью риновирусы используют присоединение к молекуле, участвующей в межклеточной адгезии ICAM-1.MN система групп крови - хорошо характеризованный набор поверхностных антигенов эритроцитов, представляющие углеводные модификации трансмембранного гликопротеина гликофорина. Гликофорин - клеточный рецептор для вируса гриппа и рецептор для вторжения эритроцита малярийным паразитом Plasmodium falciparum.. Helicobacter pylori - бактерия, ответственная за хронический активный гастрит и язвенную болезнь желудка и двеннадцатиперстной кишки может быть причиной аденокарциномы желудка. Эта бактерия присоединяется к гликопротеину на поверхности слизистых клеток желудка (антиген группы крови системы Льюиса),.
Нарушение распада белково-углеводных комплексов проявляется в форме тяжелых заболеваний. Распад гликопротеинов протекает в лизосомах при участии специфических гидролаз, называемых гликозидазами. Экзогликозидазы удаляют последовательно моносахариды с нередуцирующего конца олигосахарида и проявляют выраженную субстратную специфичность. Эндонуклеазы, напротив, расщепляют гликозидные связи внутри молекулл и проявляют более широкую субстратную специфичность. Несколько врожденных заболеваний, включающих накопление продуктов распада гликопротеинов, были идентифицированы у людей. Эти болезни результат дефектов в генах кодирующих специфические гликозидазы, что приводит к неполному распаду и последующему накоплению частично разрушенных гликопротеинов. Как общий класс, такие болезни известны как лизосомные болезни накопления и включают болезни известные как муколипидозы как следствие неполного распада углеводной части гликолипидов.
|
|
Распад белково-углеводных комплексов катализируется с участием большого набора лизосомальных гидролаз, включающих a-нейраминидазу, b-галактозидазу, b-гексозаминидазу, a- и b-маннозидазы, a-фукозидазу, эндо-b -N-ацетилглюкозаминидазу и аспартилглюкозаминидазу.
Генетически детерминированный дефект указанных ферментов приводит к нарушению распада углеводной части гликопротеинов. Накопление последних в лизосомах приводит к различным проявлениям заболеваний.
· Основные признаки болезней связанные с недостаточностью гликозидаз выглядят следующим образом:
1. Аутосомно-рецессивное наследование.
2. Различные проявления и нарушения психики.
3. Варианты форм от медленного до быстрого прогрессирования.
4. Вакуолизация некоторых клеток, видимая под микроскопом.
5. Присутствие ненормальных продуктов распада в моче.
6. Постановка диагноза по исследованию активности соответствующих ферментов (чаще всего в лейкоцитах).
7. Возможна пренатальная диагностика анализируя соответствующие ферменты.
Из наиболее известных заболеваний этого типа можно выделить маннозидозы, фукозидозы, сиалидозы и аспартилглюкозаминурия. Их причиной является недостаточность соответственно a-манозидазы, -a-фукозидазы, a-нейраминидазы и аспартилглюкозаминидазы. Эти заболевания проявляются по разному, иногда их относят к муколипидозам
Таблица. Заболевания, связанные с недостапточностью ферментов, катализирующих распад N-связанных гликопротеинов | ||
Заболевание | Дефицит фермента | Проявление и комментарий |
Аспартилгликозаминурия | аспартилгликозаминидаза | Прогрессивное замедление умственного и физического развития, замедленная речь, грубые черты лица |
b-Маннозидоз | b-маннозидаза | Прежде всего неврологические дефекты, ухудшение речи |
a-Маннозидоз | a-Маннозидаза | Замедление умственного развития, множественный дистоз, гепатоспленомегалия, потеря слуха, замедленная речь |
GM1 Ганглиозидоз | b-галактозидаза | Также обозначаемая как болезнь накопления гликосфинголипидов |
GM2 Ганглиозидоз (болезнь Sandhoff-Jatzkewitz) | b-N-ацетилгексозаминидазы A и B | также обозначаемая как болезнь накопления гликосфинголипидов |
Сиалидоз (муколипидоз I) | нейраминидаза | Врожденный асцит, гепатоспленомегалия, замедление умственного и физического развития |
Фукозидоз | a-фукозидаза | Прогрессивное замедление умственного развития, замедление роста, инфекции пазух носа и легких |
Туникамицин, дезоксиноджиримицин и сваинсонин - это примеры соединений, влияющих на гликозилирование. Их используют в эксперименте для ингибирования различных этапов синтеза гликопротеинов. Например, если клетки растут в присутствии туникамицина, нарушается процесс гликозилирования. При этом увеличивается чувствительность таких белков к протеолизу, хотя механизмы секреции значительно не нарушаются