Биологическая химия - часть 165

Эластин вместе с коллагеном, протеогликанами и рядом глико- и муко-

протеинов является продуктом биосинтетической деятельности фиброблас-

тов. Непосредственным продуктом клеточного биосинтеза считается не

эластин, а его предшественник – тропоэластин (в коллагене – проколлаген).

Тропоэластин не содержит поперечных связей, обладает растворимостью.

В последующем тропоэластин превращается в зрелый эластин, нераство-

римый, содержащий большое количество поперечных связей *.

Протеогликаны

Протеогликаны – высокомолекулярные углеводно-белковые соединения.

Они образуют основную субстанцию межклеточного матрикса соедини-

тельной ткани. На долю протеогликанов приходится до 30% от сухой

массы соединительной ткани.

Полисахаридная группа протеогликанов сначала получила название

мукополисахаридов. Эти вещества обнаруживали преимущественно в сли-

зистых субстратах, поэтому к названию «полисахариды» был добавлен

префикс «муко». В дальнейшем эти соединения стали называть гликоз-

аминогликанами. Это название и принято в настоящее время.

Гликозаминогликаны (мукополисахариды)

Гликозаминогликаны соединительной ткани – это линейные неразветвлен-

ные полимеры, построенные из повторяющихся дисахаридных единиц.

В организме гликозаминогликаны не встречаются в свободном состоянии,

т.е. в виде «чистых» углеводов. Они всегда связаны с большим или

меньшим количеством белка. В их состав обязательно входят остатки

мономера либо глюкозамина, либо галактозамина. Второй главный мо-

номер дисахаридных единиц также представлен двумя разновидностями:

D-глюкуроновой и L-идуроновой кислотами. В настоящее время четко

расшифрована структура шести основных классов гликозаминогликанов

(табл. 21.2).

Гиалуроновая кислота впервые была обнаружена в стекловидном теле

глаза. Из всех гликозаминогликанов гиалуроновая кислота имеет большую

мол. массу (100000–10000000). Доля связанного с гиалуроновой кислотой

белка в молекуле (частице) протеогликана составляет не более 1–2% от его

общей массы. Считают, что основная функция гиалуроновой кислоты

в соединительной ткани – связывание воды.

В результате такого связывания межклеточное вещество приобретает

характер желеобразного матрикса, способного «поддерживать» клетки.

Важна также роль гиалуроновой кислоты в регуляции проницаемости

тканей. Приводим структуру повторяющейся дисахаридной единицы в мо-

лекуле гиалуроновой кислоты:

* Десмозин, изодесмозин и лизиннорлейцин, по-видимому, не исчерпывают список

соединений, образующих поперечные связи в молекуле эластина.

665

Остаток лизиннорлейцина

Хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат построены по одному

плану. Отличие между ними заключается в локализации сульфатной груп-
пы. Несмотря на минимальные различия в химической структуре, физико-
химические свойства хондроитин-4-сульфата и хондроитин-6-сульфата су-

Т а б л и ц а 21.2. Структура различных классов гликозаминогликанов

Класс гликозамино-

гликанов

Гиалуроновая

кислота

Хондроитин-4-

сульфат (хонд-

роитин-сульфат А)

Хондроитин-6-

сульфат (хонд-

роитин-сульфат С)

Дерматансульфат

 1

Кератансульфат

Гепаринсульфат

 2

и гепарин

Компоненты, входящие

в состав дисахаридных

единиц

1. D-глюкуроновая

кислота

2. N-ацетил-D-глюко-

замин

1. D-глюкуроновая

кислота

2. N-ацетил-D-галак-

тозамин-4-сульфат

1. D-глюкуроновая

кислота

2. N-ацетил-D-галак-

тозамин-6-сульфат

1. L-идуроновая кис-

лота

2. N-ацетил-D-галак-

тозамин-4-сульфат

1. D-галактоза

2. N-ацетил-D-глюко-

замин-6-сульфат

1. D-глюкуронат-2-

сульфат

2. N-ацетил-D-глюко-

замин-6-сульфат

Структура гликозаминогликанов

D-глюкуроновая кислота (β1–>3) N-

ацетилглюкозамин (β1–>4) D-глюку-

роновая кислота (β1–>3) N-ацетилглю-

козамин (β1–>4) ...

D-глюкуроновая кислота (β1–>3) N-

ацетилгалактозамин-4-сульфат (β1–>4)

D-глюкуроновая кислота (β1–>3) N-

ацетилгалактозамин-4-сульфат

(β1–>4)...
D-глюкуроновая кислота (β1–>3) N-

ацетилгалактозамин-6-сульфат (β1–>4)

D-глюкуроновая кислота (β1–>3) N-

ацетилгалактозамин-6-сульфат

(β1–>4)...

L-идуроновая кислота (β1–>3) N-аце-

тилгалактозамин-4-сульфат (β1–>4) L-

идуроновая кислота (β1–>3) N-ацетил-

галактозамин-4-сульфат (β1–>4) ...

D-галактоза (β1–>4) N-ацетилглюкоза-

мин-6-сульфат (β1–>3) D-галактоза

(β1–>4) N-ацетилглюкозамин-6-суль-

фат (β1–>3)...
D-глюкуронат-2-сульфат (α1–>4) N-

ацетилглюкозамин-6-сульфат (α1–>4)

D-глюкуронат-2-сульфат (β1–>4) N-

ацетилглюкозамин-6-сульфат (α1–>4)

1

 В состав дисахаридной единицы может входить D-глюкуроновая кислота.

2

 Может содержать N-сульфопроизводное глюкозамина вместо N-ацетилглюкозамина

и различное количество идуроновой и глюкуроновой кислот.

666

Остаток

D-глюкуроновой кислоты

Остаток

N -ацетилглюкозамина

Гиалуроновая

кислота

щественно различаются; последние различаются также распределением

в разных видах соединительной ткани (табл. 21.3).

Т а б л и ц а 21.3. Преимущественная локализация различных глюкозаминогликанов

в тканях

Ткань

Кожа

Хрящ

Сухожилие

Связки

Пупочный канатик

Стекловидное тело

Синовиальная жидкость

Сердечные клапаны

Спинальные диски

Кость

Печень

Легкое

Сосудистая стенка

Хрящ эмбриона

Роговица глаза

Гиалуроно-

вая кислота

+

+

+

+

+

+

+

+

Хондро-

итин-4-

сульфат

+

+

+

+

Хондро-

итин-6-

сульфат

+

+

+

+

+

Дерма-

тансуль-

фат

+

+

+

+

+

Кератан-

сульфат

+

+

+

+

Гепарин

+

+

+

Дерматансульфат особенно характерен для дермы (кожи). Он резистен-

тен к действию гиалуронидаз (тестикулярной и бактериальной). В этом

одно из отличий дерматансульфата от хондроитинсульфатов. Кроме того,

в состав дисахаридной единицы дерматансульфата входит L-идуроновая,

а не D-глюкуроновая кислота (в малом количестве D-глюкуроновую

кислоту можно обнаружить в повторяющихся единицах дерматансульфата):

667

Остаток

D-глюкуроновой

кислоты

Остаток

N-ацетилгалактозамин-

-4-сульфата

Хондроитин-

-4-сульфат

Хондроитин-

-6-сульфат

О биологической роли дерматансульфата почти ничего неизвестно. Роль

этого гликозаминогликана не может быть сведена только к стабилизации

коллагеновых пучков, так как дерматансульфат обнаруживается и в тканях

эктодермального происхождения, не содержащих коллагена.

Кератансульфат впервые был выделен из роговой оболочки глаза быка,

отсюда и название этого гликозаминогликана. В противоположность всем

остальным гликозаминогликанам кератансульфат не содержит ни D-глю-

куроновой, ни L-идуроновой кислоты:

Установлено, что кератансульфат, выделенный из роговицы глаза (кера-

тансульфат I), и кератансульфат, полученный из хрящевой ткани (кера-

тансульфат II), различаются по степени сульфатированности и строению

связи между кератансульфатом и пептидной частью протеогликана.

Гепарин известен прежде всего как антикоагулянт. Однако его следует

относить к гликозаминогликанам, так как он синтезируется тучными

клетками, которые являются разновидностью клеточных элементов соеди-

нительной ткани. Он может входить в состав протеогликанов; с гликоз-

аминогликанами его объединяет и химическая структура *.

* Некоторые исследователи считают, что точная структурная формула гепарина еще

неизвестна.

668

Остаток

L-идуроновой

кислоты

Остаток

N-ацетилгалактозамин-

-4-сульфата

Дерматан-

сульфат

Остаток

D-галактозы

Остаток

N-ацетилглюкозамин-

-6-сульфата

Кератан-

сульфат

Остаток

D-глюкуронат-

-2-сульфата

Остаток

N-ацетилглюкозамин-

-6-сульфата

Гепарин