Биохимия соединительной ткани

Биохимия
соединительной ткани
Особенности строения СТ
Относительно мало клеток
 Много межклеточного вещества
 Наличие специфических волокнистых
структур
- коллаген
- эластин
- ретикулин

Межклеточный матрикс (ММ)


Межклеточный матрикс – сложный комплекс
связанных между собой макромолекул (белки,
ГАГ) секретируемых клетками и образующих
упорядоченную сеть
Межклеточный матрикс вместе с различными
клетками (фибробласты, хондро- и остеобласты,
тучные клетки, макрофаги и др.) находящимися
в нем образует СТ
Функции межклеточного
матрикса




Образует каркас органов и тканей
Является универсальным биологическим
«клеем»
Участвует в регуляции водно-солевого обмена
Образует высокоспециализированные
структуры – кости, зубы.хрящи.сухожилия,
базальные мембраны и др.
Коллаген


Коллаген основной структурный белок
ММ, составляет 25-33% всего белка
организма (~6% массы тела)
Коллаген группа близкородственных
фибриллярных Б - основу структуры
кожи, костей, хряща, сухожилий, зубов,
кровеносных сосудов и др.
Особенности структуры
коллагена

Первичная – каждая 3 АК – гли,
каждая
4 – про, о-про, имеется о-лиз,
мало- гис, мет, тир, отсутствует - цис,
трп,

Вторичная – на виток спирали не 3.6

Третичная – тропоколлаген

АК 3, т.е более туго закрученная спираль
образованный 3-мя вторичными цепями,
связанными межфибриллярными
водородными и ковалентными связями.
Четвертичная гликозилированный
тропоколлаген
Ориентация волокон
коллагена в тканях

–
–
–
–
В разных тканях
ориентация коллагена
различна
кости и сухожилия
продольная,
хрящ фибриллярная сеть,
в коже специфическая
ориентация,
в заживающей ране
хаотично
Процессинг коллагена
проколлаген-коллаген (волокно)




Гидроксилирование про и лиз и
образование о-про и о-лиз -Fe,O2, аскорбат
Гликозилирование о-лиз
Ограниченный протеолиз – отщепление
сигнального пепетида, а также N и Cконцевых пептидов
Образование тройной спирали
Полиморфизм коллагена




Ярко выраженный полиморфный белок –
выделено 19 типов
Вариантов а-цепей около 30
Обозначение каждого типа [а1(I)]2 и тд
Распределение по тканям различно –I тип
– кожа,сухожилия, кости, плацента, артерии,
печень, дентин ,, IV тип – базальные мембраны,
Х тип – гипертрофированные хрящи
Катаболизм коллагена



Тканевая коллагеназа –Zn содержащий фермент,
активаторы плазмин, калликреин, катепсин В.
Нарушение катаболизма ведет к фиброзу внутр
органов (печени и легких). При аутоиммунных
заболеваниях интенсивный б/с коллагеназы
Бактериальная коллагеназа – синтезируется
возбудителем газовой гангрены
Скорость распада оценивают по экскреции о-про
с мочой
Эластин





Основной белок эластических волокон,
которые в большом кол-ве содержатся в
коже, стенке сосудов, связках, легких
Обладает резиноподобными свойствами
Гликопротеид (70kD)  800 АК, преобладают
неполярные – гли, ала,вал, много про, лиз, мало опро, нет о-лиз
Лиз 3 или 4 пептидных цепей образуют десмозин
или изо-десмозин, образующих поперечные сшивки
Синтезируется как водорастворимый предшественник
– тропоэластин, с образованием поперечных сшивок
образует нерастворимую форму эластин с очень
низкой скоростью обмена
Структура десмозина (4 остатка лиз)
Цикл «растяжение-сжатие» эластина
Нарушение б/с эластина
Снижение активности лизилоксидазы,
формирующей десмозин наблюдается при:

1.
2.
3.

Манифестация:
1.
2.
дефиците Cu, вит В6
наследственных заболеваниях
нарушении всасывания Cu (синдром Менкеса)
Патология ССС – аневризмы аорты, патология клапанов
Пневмонии и эмфизема легких
Катаболизм эластина



В ЖКТ медленно гидролизуется эластазой (эндопептидаза)
В тканях при участии эластазы нейтрофилов, которая
ингибируется а-1 антитрипсином (а-1 АТ), основное кол-во
которого синтезируется в печени и находятся в крови, в
легких образуется в альвеолярных макрофагах
При курении, дефиците а-1 АТ активируется эластаза
нейтрофилов и возрастает риск развития эмфиземы легких
ГАГ (строение, метаболизм)

См учебник раздел углеводы
Протеогликаны

По форме - бутылочный ершик

Крупные протеогликаны – агрекан огромная
молекула к одной ПП цепи которой присоединены до 100
цепей ХС


В хряще основу составляет гиалуроновая к-та к которой при
помощи связующего белка присоединен коровый белок
Малые протеогликаны содержатся в сухожилиях,
хрящах, связках, менисках – имеют небольшой коровый
белок, которому присоединены 1 или 2 ГАГ
Структура агрекана


1.
2.
3.
10% веса исходной ткани
25% сухого веса хрящевого
матрикса
Хондроитинсульфат (~100
цепей)
Кератансульфат (~30 цепей)
Коровый белок, (220 kD), G1,
G2, G3 – его домены
ГК – гиалуроновая кислота
Цикл компрессия-декомпрессия хряща
Мукополисахаридозы
Тяжелые наследственные болезни с
нарушением деградации ГАГ в лизосомах
и
накоплением промежуточных продуктов
В основе дефицит активности лизосомальных гликозидаз
– а-L-идуронидазы (б-нь Хюрлера), β-глюкуронидазы (бнь Слая) и тд.



Манифестация:
1.
2.
3.
4.
5.
Деформация скелета
Нарушение умственного развития
Поражение сосудов
Помутнение роговицы
Уменьшение продолжительности жизни
Специализированные белки ММ
Адгезивные Б – фибронектин
неколлагеновый гликопротеид,
построен из 2-х идентичных пп
цепей, соединенных
дисульфидными мостиками
ПП цепь содержит 7-8 доменов,
специфичных к разным веществам


коллагену, протеогликанам, гепарину и др,

выполняя интегрирующую роль
Присоединяется к клеточным рецепторам –
интегринам при участии белков талина,
винкулина, а-актинина

В опухолевых тканях кол-во фибронектина
снижено – возможная причина
метастазирования
Антиадгезивные белки-
играют роль
в эмбриогенезе, морфогенезе, развитии ответа на
повреждение



Остеонектин (ВМ-40, SPARC) – кислый Б,
богат цис
Тенасцин (антиген мышечных сухожилий) –
сост из 2-х субъединиц, похож на осьминога
(гексабрахион)
Тромбоспондин – связывается с Са2+ и др.
ионами, ГАГ, коллагеном, фибронектином,
ламинином
До встречи на экзамене !