Гликопротеины - Хьюз Р. 1985

Приложение

Ниже кратко суммируются некоторые важные достижения, которые были опубликованы уже после завершения работы над рукописью книги. В молекуле лютей визирующего гормона овцы обнаружена ранее неизвестная углеводная последовательность, содержащая N-ацетилгалактозаминовый остаток, присоединенный гликозидной связью ß1→2 к остатку маннозы, прикрепленному связью a1→6 к маннозной коровой области (man)3(glcNAc)₃ N-гликанов [104], N-ацетилгалактозаминовый остаток имеет сульфатную группу. Это первый хорошо доказанный случай присутствия в N-гликанах ß-связанных остатков N-ацетилгалактозамина (разд, 2.3). Весьма ценным добавлением к перечисленным в разд. 2.4 ферментам могут служить эндо-β-N-ацетилглюкозаминидазы широкого спектра действия, выделенные из Flavobacter meningosepticum. Они способны гидролизовать как олигосахариды, состоящие из остатков маннозы, так и сложные N-гликаны [105].

Не только в эритроцитах, но и в клетках других типов были обнаружены молекулы, подобные анкирину и спектрину [106—108], что, очевидно, свидетельствует о наличии у этих белков общей роли, заключающейся в связывании актиновой сети с другими элементами цитоскелета, например микротрубочками, и с мембранами (разд. 2.6,2).

Процесс сборки основного олигосахарид-липидного промежуточного продукта, рассмотренный в разд. 3.3.1, очевидно, имеет место и в случае молочной железы [109] и дрожжей [110]; непосредственный предшественник каждого остатка a-маннозы идентифицирован однозначно.

Выделена в очищенном виде глюкозидаза II-фермент, ответственный за удаление остатков глюкозы с (1→3)-связью в ходе процессинга N-гликанов [112] (разд. 3.3.2). На глюкозные звенья с (1→2)-связью он не действует. Для расщепления этих связей нужна другая специфическая глюкозидаза, В клетках лимфомы, резистентной к лектину, наблюдается недостаточность глюкозидазы II, тогда как активность глюкозидазы I в этих же клетках не претерпевает существенных изменений [113]. Клетки способны накапливать гликопротеины, что подчеркивает важную роль гликозидаз в образовании «сложных» N-гликанов. «Поздняя» а-маннозидаза (или а-маннозидазы), которая участвует в процессинге продукта, образуемого при участии N-ацетилглюкозаминилтрансферазы I (разд. 3.3.3), сильно и специфически тормозится свейнсонином - алкалоидом, выделенным из одного австралийского растения [114]. На некоторые другие а-маннозидазы этот алкалоид не оказывает ингибирующего действия. Клетки, обработанные свейнсонином, не способны к образованию «сложных» N-гликанов [115], и скармливание упомянутого растения животным вызывает у них состояние, сходное с наследственной лизосомной болезнью накопления (маннозидоз, или лизосомная недостаточность а-маннозидаз), а также хроническое невралгическое заболевание — локоизм [116].

Сейчас идентифицированы две N-ацетилглюкозаминилтрансферазы, участвующие в сборке сильно разветвленных N-гликанов (разд. 3.3.3). Одна из них в больших количествах присутствует в яйцеводах кур [117]. Это — N-ацетилглюкозаминилтрансфераза III, которая обусловливает присоединение (ß1→4)-связью N-ацетилглюкозаминильного остатка к коровой области, содержащей три остатка маннозы. Таким образом, становится понятным преобладание в овальбумине N-гликанов, содержащих эту связь (разд. 2.3.1). Этот фермент использует природный продукт, синтезируемый N-ацетил- глюкозаминилтрансферазой I, т. е. gIcNAc(man)_s (glcNAc)_a, или же продукт, синтезируемый N-ацетилглюкозаминилтрансферазой II. Это наблюдение помогает объяснить наличие во многих гликопротеинах, в том числе в овальбумине (рис. 2.6) и гликофорине (рис. 2.19), «сложных» N-гликанов, содержащих последовательность glcNAcß1→4 в коровой области. Присоединение звена glcNAcß1→4 к остатку ß-маннозы в структуре (man)s(glcNAc)2 предотвращает процессинг до трехманнозной стадии, иначе говоря, препятствует образованию акцептора, необходимого для действия N-ацетилглюкозаминилтрансферазы II. Следовательно, в ходе образования сложных N-гликанов, имеющих последовательность glcNAcß1→4man ß1→4glcNAcß1→4glcNAc, действие глюкозаминилтрансферазы II должно предшествовать действию трансферази III. Другой специфический фермент — N-ацетилглюкозаминилтрансфераза IV [118] участвует в присоединении остатка N-ацетилглюкозамина с помощью (ß1→4)-связи к остатку маннозы, соединенной (а1→3)-связью с коровой областью N-гликанов (рис. 2.6 и 2.11). Предпочтительным субстратом является последовательность коровой области (mаn)3 (glcNAc)₂, у которой оба а-маннозильных звена замещены остатками (ß1→2)-связанного N-ацетилглюкозамина. Удаление звеньев N-ацеітилглю- козамина от остатков маннозы, соединенных с ß-манно- зильным остатком (a1→6)-связью, значительно уменьшает ферментативную активность. Тот же эффект вызывает замещение галактозой любого остатка N-ацетил- глюкозамина, имеющего связь ß1→2, Поэтому субстратная специфичность этих ферментов (glcNAc трансфераз III и IV) подтверждает исключительную чувствительность гликозилтрансфераз по отношению к протяженным олигосахаридным последовательностям.

Токсин с необычными свойствами — гелонин был обнаружен в растении Gelonium multiflorum [119]. Гелонин, по-видимому, аналогичен токсической субъединице А рицина или абрина (разд. 4.2.3). При добавлении к интактным клеткам гелонин неэффективен, однако он высокотоксичен, будучи связанным с конканавалином А [119] или специфическим антителом к клеточному антигену Thy-1 [120]. Сейчас проявляется очень большой интерес к созданию таких химерных токсинов, состоящих из ферментативно активного компонента, выделенного из растительного или бактериального токсина и прикрепленного к другому компоненту, обладающему способностью к связыванию (например, к специфическому антителу или гормону). Возможно, что подобные химерные токсины, обладающие высокой клеточной специфичностью, могут быть использованы для избирательного удаления лишь нежелательных клеток, например опухолевых.

Установлена поверхностная локализация дискоидина [121], что подтверждает предположение (разд. 4.5.1) об участии лектинов в адгезии клеток слизевиков. Дискоидины и паллидины не являются интегральными компонентами плазматической мембраны, но присоединяются к гликопротеиновым рецепторам клеточной поверхности и тем самым связывают клетки друг с другом [122, 123], согласно модели, показанной на рис. 4.12, б. Рецепторы появляются на клеточной поверхности в ходе цикла развития, убедительно подтверждая, что агрегация клеток контролируется появлением на клеточной поверхности лектинов, что в свою очередь регулируется процессом развития.

Все больше накапливается данных о роли лектинов в адгезии бактерий к тканям животных. Этот процесс является необходимым первым этапом в ходе бактериальной колонизации и развития патологического состояния [124]. Многие грам-отрицательные бактерии, например Escherichia coli, имеют на своей поверхности выступы, на которых находятся лектины, связывающие маннозу. Адгезия этих бактерий к слизистым оболочкам может быть предотвращена или обращена добавлением простых маннозидов. Возможно, хотя твердо еще не установлено, что рецепторы этих бактериальных адгезинов представляют собой N-гликаны, содержащие остатки маннозы. В процессе адгезии других патогенных бактерий также участвуют углеводы. Например, бактерия Streptococcus sanguis, находящаяся в слюне, которая и вызывает кариес зубов и перидонтальные заболевания, связывается с гликопротеинами, имеющими последовательность neuNAca2→3galß1→3galNAc и являющимися обычными компонентами муцинов слюны (разд. 2.5.1) [125]. Исследование механизма прикрепления бактерий может облегчить разработку эффективных вакцин и относительно простых (и дешевых) углеводных ингибиторов бактериальной колонизации и патогенности [126].

На возможную роль циркулирующего фибронектина (Cig) (разд. 4.5.2) в устранении обрывков соединительной ткани указывает тот факт [127], что частицы, покрытые желатиной, перевариваются фагоцитами только в присутствии фибронектина и гепарина.

Предположение о том, что циркулирующий фибронектин и связанный с клетками фибронектин являются продуктами разных генов (разд. 4.5.2), подтверждается наличием структурных различий между двумя белками, которые выявляются как химически, так и иммунологически с помощью моноклональных антител [128—130]. Следует отметить, однако, что домен фибронектина, ответственный за связывание с клетками, обнаруживается в небольшом протеолитическом фрагменте (молекулярная масса 12 000), первичная структура которого является, вероятно, высококонсервативной [131].