Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Включение в мембрану экзогенных ганглиозидов усиливает аксональный ток гликозилированных белков и липидов, увеличивает количество гликопротеинов с терминальной манно-зой. Внедрение моносиалоганглиозида GM1 увеличивает в мембране количество эндогенных моносиалоганглиозидов и изменяет активность гликозилтрансфераз: усиливается активность эктофукозилтрансферазы при неизменности активностей сиалил-и галактозилтрансфераз. Внедрение в мембрану трисйалоганг-лиозида GTlb вызывает противоположный эффект.
Недавно выявлено влияние индивидуальных ганглиозидов на фосфорилирование гистона Hj и тубулина, причем в отношении фосфорилирования гистона были особенно эффективны Ggjb > GnJa > GTla > Gd3, а тубулина — GTlb > GTla > Gglb > GDla. Показано, что тетрасиалоганглиозид Gqlb проявляет зависимое от концентрации влияние на активность Са2+ -фос-фолипид-, Са2+-кальмодулин-, цАМФ- и цГМ Ф - активируемых протеиикиназ
4.8.7. Межклеточное глнкозирование ганглиозидов
Своеобразный процесс межклеточного гликозилирования поверхностных гликолипидов и гликопротеинов осуществляется ферментами мембран. Полагают, что гликозилтрансферазы одной клеточной поверхности удлиняют, надстраивают (гликози-лируют) олигосахаридные цепочки гликолипидов и гликопротеинов соседней, противоположной поверхности. Важная регуляторная роль в этом процессе принадлежит ионам кальция. Са2+ препятствует образованию субстрат-ферментнош комплекса между ганглиозидами и гликозилтрансферазами, а вытеснение его другими ионами способствует межклеточному гликозили-рованию.
Контактное гликозилирование, как предполагаемый механизм модификации клеточной поверхности в нейрональных мембранах, может быть особенно значимым в образовании синапсов. Вероятно, при этом происходит некая “подгонка” контактирующих мембран.
133
Роль гликозилирования в синаптической области согласуется с концепцией об участии сиалогликомакромолекул в синаптической передаче и формировании памяти. Полагают, что вхождение сиалогликомакромолекул в контактные зоны является важным звеном молекулярных механизмов в проторении определенных нейрональных путей. Возможно, именно ганглиозиды способствуют образованию ансамблей нейронов, устойчиво связанных друг с другом. Возникновение таких ансамблей исключительно важно для хранения и передачи информации.
4.8.8. Электрогенность ганглиозидов и ее модификация
Необычайная молекулярная вариабельность ганглиозидов сочетается с лабильной электрогенностью. Для каждой молекулы ганглиозидов характерен свой отрицательный заряд, обусловленный карбоксильной группой сиаловой кислоты. На 1 г ткани мозга приходится не менее 1,3 1018 анионных групп ганглиозидов. Число анионных групп и, следовательно, уровень отрицательного заряда могут быть объектом регуляции. В этом процессе особая роль принадлежит ферментам — нейрамннк-дазам и сиалилтрансферазам. Они определяют число молекул N-ацетнлнейраминовой кислоты, присутствующих в ганглиозидах, и через цикл сиалирования — десиалирования — отрицательный заряд поверхности.
Сиалилтрансферазы и нейраминидазы находятся на поверхности синаптических мембран там же, где и субстраты, и являются внутренними компонентами синаптической области. В синаптосомалъных мембранах содержится около половины ганглиозидов, нейраминидаз и сиалилтрансфераз. Иначе говоря, эти мембраны содержат в 5-6 раз больше ганглиозидов и в 6,5 раз больше нейраминидаз, чем другие плазматические мембраны мозга.
Существенное влияние на поверхностный заряд ганглиозидов в мембране оказывает конформация нейраминовой кислоты и ближайших радикалов. Отщеплению нейраминовой кислоты препятствует соседний N-ацетилгалактозамин. В силу этого гли-козидный кислород нейраминовой кислоты вместе с другими атомами, включающими и карбоксильный кислород N-ацетил-галактозамина, лежит как бы в “кислородной клетке”:
134
Gal NAc OH
ChL
Такая конфигурация атомов вокруг гликозидной связи защищает ее от действия фермента и способствует сохранению отрицательного заряда молекулы. Иная картина наблюдается с ганглиозидами, лишенными N-ацетилгалактозамина: GT3, GD3,
GM3> GM4
Нейраминовая кислота недоступна ферментам, когда карбоксильные группы близлежащих ганглиозидов соединены с Са2+:
В этом случае исключено не только устранение N-ацетил-нейраминовой кислоты, но и присоединение дополнительного числа ее молекул сиалилтрансферазами.
135
4.8.9. Лактонные формы ганглиозидов
Между карбоксильной группой N-ацетилнейраминовой кислоты и ее гидроксильными группами могут возникать внутримолекулярные взаимодействия, приводящие к образованию лак-тонов — внутренних сложных эфиров.
В создании лактонов могут участвовать гидроксилы, расположенные у 4, 7, 8 и 9-го атомов углерода нейраминовой кислоты. Лактоны могут возникать и с участием гидроксильных групп соседней галактозы, приводя к образованию 6-членного кольца:
Молекулы нейраминовой кислоты, находящиеся в димерной (а 2-8) связи, также образуют лактоны, по структуре аналогичные лактонам коломиновой кислоты, в которой карбоксильная группа одной молекулы связана с гидроксилом 7-го или 9-го атома углерода соседней нейраминовой кислоты.
