Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка):
NH NH
I I
Лизинонорлейцин
Альдегидные группировки аль-лизина, будучи весьма реакционноспособными, легко вступают в реакции альдолгной, а затем и кротоновой конденсации. Далее возможно присоединение к активированной двойной связи имидазольной группы гистидина и еще более сложные превращения:
308
Боковые цепи двух остатков аль-лизина
Н---С=0 +
СН2
Н---С=0
СН,
-» н-
сн2
н—с=о
I
-с=с
I I
сн2 сн2
I I
Продукт кротоновой конденсации двух остатков аль-лизина
—СН2—
н-
Фрагмент гистидина
СН
СН
I
н
I
Соединение в один узел двух остатков лизина и остатка гистидина
—сн2—сн2—с—сн—с=о
Фрагмент
аль-лизина
I I
Е СН2
I
сн2
I
- Фрагмент аль-лизина
Количество и характер возникающих при этом поперечных связей позволяют регулировать эластичность волокна.
Таким образом, биосинтез коллагена включает целую цепь пост-трансляционных модификаций. В фибробластах синтезируется и собирается проколлаген, в котором уже проходит образование остатков оксипролина, оксилизина и гликозилирование последних. После секреции проколлаген подвергается ограниченному протеолизу, который приводит к отщеплению концевых глобулярных структур и образованию троЬоколлагена. Далее происходит созревание этого еще сохраняющего водорастворимость белка и возникает более или менее разветвленная система поперечных межцепьевых "сшивок". Интенсивность последнего процесса зависит от возраста животного и природы ткани, в которой локализован коллаген, что позволяет регулировать физические свойства структур, в которые он включен.
Биологическая значимость этой последовательности превращений подчеркивается тем, что нарушение хотя бы одного из ее звеньев приводит к серьезным нарушениям в формировании соединительной ткани. Например, блокирование лизиноксидазы биогенным амином — латирином NH^CH2CH2CN (/?-аминопропионитрил), попадающим в организм животного при поедании им определенного вида горошка, делает
309
невозможным образование аль-лизина и тем самым прерывает дальнейшее формирование поперечных сшивок, стабилизирующих коллагеновые волокна, что приводит к глубоким поражениям кожи. Образование поперечных связей тормозится и при дефиците ионов меди, входящих в активный центр лизиноксидазы.
Интересно, что в стенках клеток растений содержатся оксипролин-богатые гликопротеины, играющие роль структурообразующих белков. Другой структурный компонент стенок растительных клеток — глицин-богатый белок, найденный в бобовых. В его аминокислотной последовательности на долю глицина приходится 60%. Предполагают, что этот белок образует /2-структуру.
/¦
14.2. ЭЛАСТИН
Эластин — нерастворимый фибриллярный белок, играющий важную роль в формировании эластичных тканей, прежде всего стенок артерий, легких и связок. Полипептидная цепь его предшественника — тропоэластина, — синтезируемая, как и коллаген, фибробластами, состоит примерно из 760 аминокислотных остатков. Более половины из них приходится на глицин и аланин, четверть — на типично гидрофобные аминокислоты, среди которых особенно много валина, в то время как число гидрофильных аминокислот очень невелико. Содержание пролина в эластине (11%) значительно, меньше, чем в Коллагене. Часть остатков пролина гидроксилирована, однако оксипролин, по-видимому, не играет существенной роли в эластине и, возможно, образуется попутно, как следствие высокой активности пролингидроксила-зы в фибробластах, где синтезируется и коллаген. '
Для первичной структуры эластина характерно обилие повторяющихся участков последовательности, например последовательность’ Pro—Gly—Val-Gly—Val встречается в эластине по меньшей мере 11 раз подряд. Эластин построен из большого числа чередующихся гидрофобных и гидрофильных участков полипептидной цепи, которые соответствуют множеству относительно коротких экзонов в структурном гене этого белка. Гидрофильные участки обогащены лизином.
По-видимому, гидрофобные участки ответственны за агрегацию, чрезвычайно характерную для эластина. Гидрофильные же определяют образование межмолекулярных сшивок, которые делают агрегацию необратимой. Примерно в середине каждого из гидрофильных участ-* ков содержатся остатки лизина, разделенные ДЕумя-тремя остатками * других аминокислот, часто аланина, например Lys—Ala—Ala-"Lys,1 Lys~Sei—Ala-Ala—Lys—Val-Ala—Ala—Lys, Lys—Ala-Pro—Lys.
