Синтез белков плазмы – яркий пример механизма синтеза секретируемых белков

Белки плазмы синтезируются на мембраносвязанных полисомах и затем переходят в аппарат Гольджи и через плазматическую мембрану попадут в плазму. Чаще всего, они синтезируются как пропротеины и первоначально содержат N -концевые сигнальные пептиды, а затем по мере прохождения через клетку, подвергаются различным посттрансляционным модификациям (протеолизу сигнальных пептидов, гликозилированию в аппарате Гольджи, фосфорилированию и т.д.). Время их синтеза составляет от 30 мин до нескольких часов или более для отдельных белков. Большинство белков плазмы являются гликопротеинами. Исключение составляют лишь альбумин и небольшое число других белков и ферментов плазмы. Как правило, углеводная часть в каждой молекуле гликопротеинов представлена несколькими олигосахаридными цепями, в состав которых входит N -ацетилглюкозамин, манноза, галактоза, фукоза, N -ацетилнейраминовая кислота и ксилоза. Последняя нередко участвует в связывании олигосахаридных цепей с аминокислотами полипептидной цепи. Поскольку большинство внеклеточных белков представляют собой гликопротеины, углеводы играют важную роль в обеспечении выхода белка из клетки. Углевод –“паспорт”, “виза”, которую получает образующаяся полипептидная цепь, подготовляемая клеткой для секреции во внеклеточные пространства.

Олигосахариды гликопротеинов участвуют и в таких важных процессах, как специфическое взаимодействие между белком и клеткой или между клетками. Наиболее важное место в этой функции отводится N -ацетилнейраминовой кислоте. Так, отделение ее приводит к более быстрому удалению белка из циркуляторного русла, что имеет большое значение в управлении временем биологического полураспада, которым характеризуется каждый белок плазмы крови, а, следовательно, и временем “жизни” для выполнения определенных функций. Так как присоединение углеводов относится к нематричным процессам, в отличие от матричной сборки полипептидной цепи, белки плазмы крови могут широко варьировать по углеводному составу, что сказывается на их изоэлектрических точках и создает условия для появления вариантов белков-изопротеинов.

Многие варианты белков плазмы детерминированы генетически. В таких случаях говорят, что белки плазмы проявляют полиморфизм. Хорошо известны генетические варианты альбумина, α₁-антитрипсина, α₁-кислого гликопротеина, гемоглобина, церулоплазмина, трансферрина, фибриногена и т.д. Полиморфные формы данных белков первоначально были открыты методом электрофореза на крахмальном геле, в котором каждая полиморфная форма отличалась своей специфической подвижностью. В ряде случаев генетически детерминированные варианты белков не обладают полноценной функциональной активностью, что может приводить к тяжелым клиническим проявлениям — молекулярным болезням. Среди них детально изучены заболевания, обусловленные нарушениями свертывания крови, связанными с синтезом дефектных белков системы гемостаза, понижение сопротивляемости к инфекционным болезням при нарушении образования иммуноглобулинов и белков системы комплемента, поражения легких, вызываемые недостаточностью α₁-антитрипсина, тяжелые гипохромные анемии при недостаточности трансферрина и белков, транспортирующих витамин B₁₂.

В медицинской географии исследования распределения полиморфных форм белков используются для наблюдений за перемещениями людей.