Распространение и функции гликопротеинов. Гликопротеины имеющиеся в большинстве организмов - от бактерий до человека. Многие вирусы также содержат гликопротеины. Особенно много их в крови, на клеточной мембране и внутри клеток.
Гликопротеины - это многочисленная группа сложных белков с различными функциями, главными из которых являются:
1) функция выборочной взаимодействия, высокоспецифического узнавания, например: клетка-клетка; вирус-клетка; бактерия-клетка; гормональные рецепторы. В состав поверхностных мембран наряду с другими компонентами входят гликопротеины, участвующие в очень тонких процессах биологического узнавания и межклеточного взаимодействия, виконуюючы роль рецепторных систем для определенных соединений и клеток. Такого типа рецептор для инсулина существует на поверхности клеток печени, жировой ткани и лимфоцитов. Гормоны из предварительно отщепленным конечными сиаловой кислоты при введении в кровотока не достигают клеток-мишеней. Эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника содержат рецепторы, которые специфически связывают клетки инфицирующих организм бактерий и вирусов.
Бесспорно важна также роль углеводного компонента гликопротеинов в определении специфичности многих антигенов. Это касается, прежде всего, групповых веществ крови и растворимых веществ биологических жидкостей (слюна, молоко, семенная жидкость). Антигенность этих гликопротеинов определяется строением олигосахаридних цепей. Замена одной моносахаридных звенья молекулы существенно влияет на специфичность всего гликопротеина, определяющий группу крови.
2) Транспортная функция. Многие гликопротеинов, которые циркулируют в кровяном русле человека и животных, являются транспортными белками. Они осуществляют транспорт гидрофобных веществ и ионов металлов. Например, функцию переносчика железа выполняет трансферрин, меди-церулоплазмин, стероидных гормонов - транскортина и т.д. Главный интегральный белок эритроцитарной мембраны участвует в транспорте анионов и, возможно, глюкозы.
3) Каталитическая функция. Углеводный компонент был найден в составе некоторых ферментов, например, энтерокиназы, пероксидазы, гликозидазы, гидролазы, холинэстеразы сыворотки (которая расщепляет ацетилхолин и участвует в передаче нервного возбуждения), РНКазы В и др..
4) Структурно-механическая функция. Эту функцию выполняют у разных видов живых организмов в основном протеогликаны. У позвоночных животных они входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани, содержащиеся в коже, хрящах, синовиальной жидкости суставных сумок, сухожилиях, клапанах сердца, стекловидном теле, роговице глаза и других тканях. Протеогликаны придают им эластичность и устойчивости относительно сжатия. Функцию защитного масла выполняют гликопротеины - основные составляющие вещества муцинов слюны, желудочного и кишечного муцинов. Гликопротеины - это широко распространенные структурные компоненты различных клеточных мембран.
5) гидроосмотична и ионрегулююча функция. Так, ионообменная активность гликозаминогликанов как полианионов приводит активную роль в основном протеогликанов в распределении ряда катионов в соединительной ткани. Например, накопление кальция в очагах осифи-фикации связано с одновременным накоплением хондроитин сульфатов, активно фиксируют катионы кальция. Такие функции протеогликанов, как функция связывания экстрацеллюлярного воды и регуляция процессов диффузии, также в значительной мере зависят от их свойств.
Кроме перечисленных, гликопротеины выполняют в организме и ряд других функций. Например, в гликопротеинов относятся фибриноген, протромбин и некоторые другие факторы свертывания крови. Гликопро-теин являются иммуноглобулины, некоторые гормоны - гонадотропные, тиреот-ропин, кортикотропин, тиреоглобулин, ингибитор размножения вирусов - интерферон.
В сыворотке крови и мышцах антарктических рыб найдено гликопротеины - антифризы, которые защищают клетки от замерзания.
У микроорганизмов, живущих в водоемах горячих источников, клеточная мембрана содержит гликопротеины. В капсулах спороносных бактерий, устойчивых к внешней химической и термической действия, также гли-копротеины и гликолипопротеины.
К гликопротеинов относится белок яиц авидин. Он взаимодействует с витамином Н (биотин), мешает его всасыванию из кишечника. Авидин используется в опытах in vitro как ингибитор биотинвми-менных ферментов.
Углеводный компонент, даже небольшой по массе, предоставляет новые свойства молекуле белка гликопротеинов. Для них характерно термостабильность, что отличает их от протеинов. Гликопротеины выдерживают высокие и низкие температуры, не изменяя физико-химических свойств. В отличие от других белков гликопротеины трудно перевариваются протеолитическими ферментами желудочно-кишечного тракта (пепсином, трипсином и др..). Углеводная часть предоставляет сложном белка большую специфичность. Это своеобразные векторные группы протеинов, которые «узнают» участки других структур (макромолекул, поверхности клеток). Гликопротеины быстрее выводятся из клетки и находятся, как правило, вне клетки (в биологических жидкостях, на внешней поверхности клеток).