РОЛЬ АЦИЛОБМЕННОГО МЕХАНИЗМА
ДИНАМИЧНОСТЬ БИЛИПИДНОГО СЛОЯ МЕМБРАНЫ
РОЛЬ БЕЛКОВ В ДИНАМИЧНОСТИ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ
МИЕЛИН В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ
ЛИПИДЫ ВНЕШНЕЙ ЗОНЫ МЕМБРАН МОЗГА
Локализация ганглиозидов в головном мозге
Участие ганглиозидов в дифференциации клеток
Межклеточное гликозирование ганглиозидов
О-ацетилирование ганглиозидов – один из возможных механизмов изменения их структуры
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ЛИПИДОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ
Навигация
ЛИПИДЫ ВНЕШНЕЙ ЗОНЫ МЕМБРАН МОЗГА
Липиды центральной нервной системы и структура клеточных мембран
82146
знаков
8
таблиц
16
изображений
8. ЛИПИДЫ ВНЕШНЕЙ ЗОНЫ МЕМБРАН МОЗГА
В последние десятилетия для выяснения природы возбудимости мембран нейрона обратили внимание на экстраклеточную зону. Эта зона, так называемый гликокаликс или экстраклеточный матрикс, занимающий слой толщиной от 10 до 50 нм, влияет на многие макромолекулярные процессы: ионный обмен, проницаемость, эндо- и экзоцитоз, межклеточные контакты, морфогенетическую и тканеспецифическую агрегацию клеток.
Поверхностный матрикс содержит внешние компоненты рецепторов гормонов, медиаторов, ростовых факторов, нейро-пептидов, антигенов и других факторов. Экстраклеточный матрикс – комплексная, динамичная интегративная система, в которой изменение взаимодействия отдельных компонентов приводит к глубоким изменениям матрикса в целом.
Специфичность экстраклеточного матрикса определяется:
1) первичной структурой олигосахаридной части гликопро-теинов, гликолипидов, гликозаминогликанов;
2) их конформацией и положением на плоскости мембраны;
3) «удельной» площадью, занимаемой гликопротеинами и гликолипидами.
Состав, структура и динамизм поверхностных гликозилиро-ванных молекул влияют на функции деления, роста, дифференциацию и гибель клетки. Особая роль принадлежит при этом гликолипидам и в особенности кислым гликолипидам – ганг-лиозидам.-
Ганглиозиды – специфические липиды экстраклеточного матрикса мембран мозга
Кислые гликолипиды – ганглиозиды находятся в нервной ткани в высоких концентрациях и обогащают поверхность наиболее возбудимых мембран.
Термин ганглиозиды – общее название гликосфинголипи-дов, содержащих сиаловую кислоту, был впервые предложен Е. Кленком в 1941 г. Они содержат гидрофобную церамидную часть и гидрофильную, богатую заряженными группами олигосахаридную часть. Ниже приводится структура моносиалоганглиозида головного мозга:
Гидрофобная часть ганглиозидов включает две длинные углеводородные цепочки – сфингозин и жирную кислоту, которая связана с аминогруппой сфингозина пептидной связью. Обращает на себя внимание почти полное отсутствие в ганглиозидах мозга гидроксикислот, кетокислот и разветвленных жирных кислот. Состав сфингозиновых оснований ганглиозидов головного мозга не отличается большим разнообразием. Структура и недавно принятая номенклатура сфингозиновых оснований ганглиозидов представлены в табл. 8.
Содержание ганглиозидов в тканях человека
| Ткани | Концентрация* |
| Серое вещество мозга | 2850–3530 |
| Белое вещество мозга | 900–1570 |
| Серое вещество спинного мозга | 751 |
| Белое вещество спинного мозга | 450 |
| Сетчатка | 366 |
| Седалищный нерв | 259 |
| Надпочечники | 407–757 |
| Печень | 2J4 |
| Мышцы | 52 |
| Плазма | п, з |
| Спинномозговая жидкость | 0,841 |
* Концентрация выражена в н-молях липидосвязанной сиаловой кислоты – характерного компонента ганглиозидов – на 1 г свежей ткани
Структура и номенклатура сфингозиновых оснований ганглиозидов
| Тривиальное название | Структура | Новое название |
| Сфингозин | СНэ-12-СН=СН-СН-СН-СНгОН ОН NH2 | 4-Сфингенин |
| Дигидросфингозин | СН3-12-СН2-СНа-СН-СН-СН2ОН ОН NH2 | Сфинганин |
| См-Сфингозин | СНэ-14-СН=СН-СН-СН-СН2ОН ОН NH2 | 4-Эйкозасфинге-нин |
| С^-Дигидросфин – гозин | СН,-14-СНг-СН2-СН-СН-СН2ОН ОН NH2 | Эйкозасфинганин |
Таким образом, гидрофобная часть ганглиозидов мозга млекопитающих достаточно консервативна по длине, числу и месту двойных связей, присутствию метальных групп. Й хотя ганглиозиды из различных источников отличаются по составу церамидной части, но эти различия никогда не рассматриваются как характерная особенность для классификации ганглиозидов.
Разветвленная олигосахаридная часть присоединена $-связью к ОН-группе первого атома углерода сфингозина. Большинство ганглиозидов мозга имеют общую нейтральную углеводную часть, содержащую глюкозу, две молекулы галактозы, ацетилированный галактозамин и различное число молекул сиаловой кислоты, прикрепленных либо к интернальной, либо к терминальной галактозе.
Олигосахаридная часть является доминирующей в проявлении физических, химических и иммунологических свойств молекул ганглиозидов. Различие в строении олигосахаридной части порождает исключительную гетерогенность этих соединений, которых к настоящему времени в нервной ткани млекопитающих охарактеризовано свыше 50, причем число это быстро возрастает.
Особенности строения олигосахаридной части индивидуальных ганглиозидов – важнейшая характеристика, которая дает основу для существующей номенклатуры ганглиозидов. Единства в системе обозначений индивидуальных ганглиозидов среди исследователей нет, но все же чаще всего используется и наиболее удобна номенклатура, предложенная Свеннерхольмом. Согласно ей, все индивидуальные ганглиозиды делятся на моно-, ди-, три-, тетра- и пентасиалоганглиозиды по числу молекул N-ацетилнейраминовой кислоты, приходящихся на цера-мидный остаток.
Свеннерхольм предложил буквой G обозначать ганглиозиды; подстрочными буквами М, D, Т, Q и Р – число молекул NAHK; цифрой 1 – основную нейтральную тетрасахаридную цепочку; цифрой 2 – олигосахаридную последовательность без терминальной галактозы; цифрой 3 – цепочку, не имеющую терминальной галактозы и N-ацетилгалактозамина; цифрой 4 – цепочку с единственным углеводов; а буквами «а», «в» и «с» – разное число молекул NAHK, связанных с интернальной галактозой.
Предложенная Свеннерхольмом номенклатура не охватывает, однако, всех открытых в последнее десятилетие индивидуальных ганглиозидов с очень разнообразной структурой олигосахаридной цепочки. Недавно описаны гекса- и декасиалоганглиозиды, имеющие, соответственно, от 6 до 10 сиаловых кислот на церамидный остаток.
В настоящее время Международной комиссией по номенклатуре предложена новая система обозначения индивидуальных ганглиозидов, в которой учитывается структура олигосахарид-ной части, число молекул N-ацетил- или гликолилнейрамино-вых кислот, место и способ их присоединения к олигосахариду. В этой номенклатуре N-ацетилнейраминовая кислота получает обозначение NeuAc, гликолилнейраминовая – NeuGc, римские цифры I, II, III и IV – указывают номер сахарного остатка от церамида, к которому присоединена нейраминовая кислота, арабская цифра вверху обозначает атом углерода сахарного остатка, к которому присоединена нейраминовая кислота кетозидной связью. Структура трисахарида обозначается как GgOse3, структура тетрасахарида – GgOse4. Тогда, например, структура моно-сиалоганглиозида будет записана как IINeuAc-GgOse4Cer,
В силу большей, чем у фосфолипидов, гидрофобное™ углеводородных цепочек ганглиозиды увеличивают жесткость би-липидного слоя и гидрофобно взаимодействуют с фосфолипидами и интегральными белками мембраны.
■ Увеличение числа углеводородных атомов и ненасыщенности сфингозина, изменение природы жирной кислоты ганглиозидов вызывают конформационные изменения в близлежащих белках. Церамидная часть участвует в обеспечении определенного состава фосфолипидно-холестерин-белкового окружения индивидуальных ганглиозидов.
Похожие работы
... в синапсах вызывают деполяризацию или гиперполяризацию постсинаптической клетки. Потенциалы действия, представляющие собой короткие деполяризационные сигналы большой амплитуды, проводят по отросткам нейрона информацию из одного отдела нервной системы в другой. Все эти изменения мембранного потенциала вызваны движением ионов через клеточную мембрану. Например, направленное внутрь клетки движение ...
... , лептоспироз и др.) и вторичными (вертеброгенные, после детских экзантемных инфекций, инфекционного мононуклеоза, при узелковом периартериите, ревматизме и др.). По патогенезу и патоморфологии заболевания периферической нервной системы подразделяются на невриты (радикулиты), невропатии (радикулопатии) и невралгии. Невриты (радикулиты) – воспаление периферических нервов и корешков. По характеру ...
... , обволакивающие, адсорбирующие и др.). В этих же направлениях влияют местноанестезирующие вещества, выключающие отдельные звенья чувствительных нервов. Подавить боль можно, применяя вещества, угнетающие центральную нервную систему. Все эти средства используют при соответствующих показаниях. Но при болевых синдромах, являющихся следствием воспалительных процессов в организме, исключительно ...
... составляют тела клеток, дендриты и немиелинизированные аксоны, организованные в комплексы, которые включают бесчисленное множество синапсов и служат центрами обработки информации, обеспечивая многие функции нервной системы. Белое вещество состоит из миелинизированных и немиелинизированных аксонов, выполняющих роль проводников, передающих импульсы из одного центра в другой. В состав серого и белого ...
0 комментариев