Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Следует отметить, что значительная часть (до 90%) всех углеводов и их производных, содержащихся в головном мозге в связанном виде, приходится на долю гликопротеинов. В этих белках углеводный компонент характеризуется более высокой метаболической активностью по сравнению с пептидной частью молекулы. Обращает на себя внимание тот факт, что гликопротеины, содержащие гиалуроновую кислоту, хондроитин-сульфат, гепаринсульфат, сосредоточены в перикарионе нейрона, в аксоне и нейроглии (астроцитах, олигодендроцитах), но отсутствуют в мембранах синаптосом и митохондрий.
Первыми нейроспецифическими гликопротеинами, изолированными из мозга, были цитозольные (растворимые) глико-протеины; однако по мере накопления информации о них было выяснено, что многие из них существуют и в мембранно-связанной форме.
78
Гидрофильный
»:vVi
*x...
Щ
J.V.;
-v.v.v.v,
S-5SV:5.
* ¦**'**«•** * ¦. :V.V,' *
„пи».*,»
уЛ
г*: •».**
¦v-H •.V.-S
Лапоср ильный
Гидрофильный
./•лт©
Рис.3.1. Конформационные изменения структуры гликопротеина (по Р.Финеан и др., 1977)
Особый интерес представляют поверхностные гликопротеины, участвующие в клеточной адгезии. Довольно хорошо исследованы 6 таких белков: D2 (139 кД), N-CAM, К4, BSP-2 (семейство белков с Мг 120-180 кД), Ng-CAM и L-1. Первые четыре обеспечивают гомотопическую адгезию между нейронами. Характерной особенностью их является модификация структуры в ходе онтогенеза, которая затрагивает в основном углеводную часть молекулы. В эмбриональный период во время интенсивной миграции нейронов и постнатально в стадии активного синаптогенеза нейроспецифические белки клеточной адгезии представлены в значительной мере полисиалогликопротеинамн. В мозге взрослых животных они модифицируются в олигосиа-
79
ло- или асиалогликопротеины, состоящие из 2-3 полипептид-ных цепей. Предполагается, что модуляция адгезии происходит именно за счет изменения числа остатков сиаловых кислот в полисиалогликопротеине.
Гетеротипическая Са2+-независимая адгезия между нейронами и глиальными клетками опосредована специфическим гликопротеином Ng-CAM, имеющим Мг = 135 кД. По сравнению с гликопротеином N-CAM, влияющим на межнейрональные контакты, белок Ng-CAM содержит меньшее количество сиаловых кислот. Он локализован исключительно на поверхности плазматической мембраны нейронов и в ходе онтогенеза появляется на более поздних стадиях, чем гликопротеин N-CAM.
В постсинаптических уплотнениях и в участках синаптических соединений обнаружен целый ряд других гликопротеинов ((NSA-3, MBA-2, Thy-1), которые могут служить субстратами для протеиназ и сиалидаз, под действием которых происходят локальные модификации структуры гликопротеинов в ответ на изменение функционального состояния синапса. Интересно, что аминокислотная последовательность гликопротеина Thy-1 обнаруживает гомологию с вариабельными доменами иммуноглобулина. Роль этого гликопротеина на поверхности нейронов остается невыясненной, хотя весьма важно учитывать эти данные в связи с гипотезой об иммунохимических основах нейро-логической памяти.
На поверхностных мембранах мозга обнаружены также относительно низкомолекулярные гликопротеины, которые обладают способностью ингибировать клеточное деление и синтез белка в культуре нормальных клеток мозга. По своей структуре это — фукозосодержащие гликопротеины с Мг = 30 и 45 кД и небольшие гликопротеиды (Мг = 6-10 кД).
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о большой роли, которую играют гликопротеины в осуществлении специфических функций нервной ткани, особенно в формировании специфических контактов между различными нейронами.
Из числа многих белков поверхности нейронов особое внимание в связи с участием в патогенезе тяжелой (старческой) патологии мозга — болезни Альтцгеймера — привлекает в настоящее время так называемый белок (3-АРР ((3-amyloid precursor protein), являющийся предшественником пептида р-амилои-да, появляющегося в изобилии на поверхности нейронов больного мозга. В здоровом организме р-АРР — белок, состоящий из 695 аминокислотных остатков, фиксирован в мембранах ней-
