Биохимия соединительной ткани

 

   Содержатся в тканях, обладающих значительной эластичностью - кровеносные сосуды, легкие, связки в большом количестве.

    Свойства эластичности

    проявляются высокой

    растяжимостью этих тканей

    и быстрым восстановлением

    исходной формы и размера

    после снятия нагрузки.

    

Особенности аминокислотного состава эластина

 

Эластин – гликопротеин с молекулярной массой 70кДа, содержит много гидрофобных аминокислот - глицина, аланина, валина, лейцина и пролина.

Наличие гидрофобных радикалов препятствует созданию вторичной и третичной структуры, в результате молекулы эластина принимают различные конформации в межклеточном матриксе.

В эластине мало гидроксилизина и практически нет цистеина, триптофана.

Структура эластина

 

• Нативные волокна эластина построены из молекул, соединенных в тяжи с помощью жестких поперечных сшивок – десмозина и изодесмозина, а также лизиннорлейцина.
• В образовании этих сшивок участвуют остатки  аллизина и лизина двух, трех и четырех пептидных цепей.
• Связывание полипептидных цепей десмозинами формирует резиноподобную сеть.

 

 

Фибронектин - адгезивный белок

 

Адгезивные белки выполняют интегрирующую роль при построении внеклеточного матрикса.

Фибронектин – обеспечивает связывание коллагена, фибрина, гликозаминогликанов с клетками.

Фибринонектин содержит последовательность Арг-Гли-Асп (RGD) c помощью которой он может присоединятся к клеточным рецепторам и передавать информацию как внутрь, так и наружу клеток.

 
 
 
 
 
 
Состоит из двух одинаковых субъединиц.  
В каждой цепи есть домены для связывания с фибрином, коллагеном, протеингликанами, гепарином и др. молекулами. 

Ламинин – основной белок базальных мембран

 

• Состоит из трех полипептидных цепей (a,β,y), которые укладываются в пространстве в крестообразную форму, на различных ответвлениях которой имеются домены для связывания с со всеми компонентами базальных мембран и рецепторами клеток.
• Ламинины выступают в роли факторов адгезии, роста, дифференцировки Необходимы для структурной организации дентины.

Строение ламинина

Протеогликаны

 

• 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.
• Протеогликаны отличаются от большой группы белков, которые называют гликопротеинами. Углеводный компонент гликопротеинов (коллаген и эластин, иммуноглобулины и др.) гораздо меньше по массе, чем у протеогликанов.

Строение протеогликанов

 

• Белковая часть в протеогликанах представлена коровым (сердцевинным) белком.
• К коровому белку через N-гликозидные связи присоединены олигосахариды, к которым крепятся цепи гликозамингликанов.

 

 

Гликозамингликаны (ГАГ)

 

• Гликозаминогликаны - отрицательно заряженные полисахариды из повторяющихся дисахаридных фрагментов
• Делят на 2 группы: сульфатированные и несульфатированные (глюкуроновая кислота).
• Сульфатированные  гликозамингликаны встречаются в составе протеогликанов.
• Самые распространенные гликозамингликаны в организме человека – хондроитинсульфаты,  кератинсульфаты и дерматансульфаты.

Хондроитинсульфат построен из глюкуроновой кислоты и сульфатированного N–ацетилгалактозамина.

Дисахаридный фрагмент дерматансульфата.  
Единица ИдК- ГалНАц может повторяться до 100 раз.

 
 
 
Дисахариды кератинсульфата состоят из  галактозы и сульфатированного N–ацетилглюкозамина. 
 

 
Протеогликаны можно разделить на большие и малые.  

 

• К большим протеогликанам относят белки с большой молекулярной массой, содержащие свыше 100 цепей гликозамингликанов.
• В эту группу входят агрекан, версикан и др. Они могут связываться с коллагенами и гиалуроновой кислотой и образовывать протеогликановые агрегаты.
• В цементе зуба, костной ткани и коже присутствует – версикан, для матрикса хрящевой ткани характерен – агреган.

 

 

Схема агрегатов протеогликанов.

Синтез протеогликанов

 

• Начинается с синтеза корового белка, уже в процессе трансляции происходит связывание с трисахаридами. После этого белок подвергается модификации - ксилозилированию и фосфорилированию.
• УДФ – ксилотрансфераза переносит остатки ксилозы на коровый белок и является ключевым ферментом этого биосинтеза.

 

Синтез гликозамингликанов

 

• Полисахаридные цепи синтезируются путем последовательного присоединения моносахаридов, донорами выступают УДФ – сахара, ферменты – гликозилтрансферазы.
• Модификацией цепей гликозамингликанов является сульфатирование, т.е. присоединение сульфата.

Функции протеогликанов

 

• Молекулы  протеингликанов и ГАГ образуют гидратированную гелеподобную среду, в которую погружены фибриллярные белки. 
• Гликозамингликаны могут связывать большое количество воды, сильно набухают, тем самым придают межклеточному матриксу высокую вязкость (желеобразные свойства).
• Гиалуроновая кислота в суставной жидкости выполняет роль смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями.

 

Маркеры образования и распада соединительных тканей.

 

• Остеокальцин - чувствительный маркёр метаболизма костной ткани. Его концентрация в крови отражает метаболическую активность остеобластов костной ткани.
• Предполагается участие остеокальцина в регуляции процесса резорбции.
• При высоких уровнях остеокальцина высока и резорбция кости.
• Это показатель уровня костного метаболизма в целом, а также возможный прогностический индикатор усиления заболевания костей.
• Основной маркер распада коллагена – гидроксипролин.

 

Спасибо за внимание

 

2

 

3

 

4

 

6

 

8

 

9

 

9

 

10

 

11

 

11

 

12

 

13

 

14

 

15

 

16

 

17

 

18

 

19

 

20

 

21

 

22

 

23

 

24

 

25

 

28

 

29

 

33

 

34

 

41

 

42

 

43

 

45

 

46

 

47

 

49