Муцины желудка. Состав и строение муцинов желудка.
Основные характеристики выделенных (очищенных) муцинов слизи:
- значительное содержание углеводов с характерным набором моносахаридных остатков;
- специфический аминокислотный состав с высоким содержанием:
- серина;
- треонина;
- пролина.
Муцины с аналогичными признаками выделены также из желчи и сока пожелудочной железы и соответственно представлены в дуоденальном соке.
Углеводы в составе муцинов представлены главным образом, пятью моносахаридами и их производными:
- галактозой (Gal) — шестиатомный моносахарид, производное глицеральдегида;
- фукозой (Fuc) — дезоксисахар;
- N-ацетилглюкозамином (GlcNAc) — ацетилированное производное аминосахара глюкозамина;
- N-ацетилгалактозамином (GalNAc) — ацетилированное производное аминосахара галактозамина;
- сиаловыми кислотами — N-ацильные производные нейраминовой кислоты.
В настоящее время установлено, что в муцинах присутствуют полисахариды (N-гликаны).
Углеводный компонент можно охарактеризовать следующими признаками:
- моносахариды соединяясь формируют олигосахаридные цепочки, содержащие в среднем из восьми-десяти моносахаридных остатков;
- последовательные сахара и типы связи между сахарными остатками;
- число цепочек, входящихся в молекулу муцина, — величина более постоянная, чем их длина и структура, и в среднем составляет 400 штук;
- в олигосахаридах выделяют три участка (домена) — корпус, остов и периферическую область;
- связь с белковым компонентом молекулы осуществляется за счет углевода, расположенного в его корпусе;
- к каждому домену синтезируются специфические антитела и/или они обладают детерминантами, связанными с образованием опухолей (ряд углеводных гаптенов охарактеризован с помощью моноклональных антител или по их связыванию с лектинами);
- связь между углеводной цепочкой и белковой составляющей образуется при участии N-ацетилгалактозамина и гидроксильной группы остатков серина или треонина;
- установлена важность наличия остатка продина недалеко от связанного с глюкозой остатка треонина или серина;
- последовательность сахаров в цепочке, конформация гликозидной связи и максимальное число углеводных остатков определяется на генетическом уровне.
Следует отметить, что число сахаров и цепочек, приходящихся на одну молекулу муцина, неодинаково в молекулах одного и того же секрета, что и определяет причину их высокой гетерогенности. Однако длина олигосахаридных цепочек муцина из определенного источника имеют средний размер. Например, в цепочках муцина желудочной слизи человека содержится, как правило, 19 остатков моносахаров.
Белка в молекуле муцинов содержится примерно 30% от общей массы. Особенности белкового компонента муцинов:
- более 50% остатков аминокислот представлено серином, треонином и пролином;
- значительное количество остатков серосодержащей аминокислоты — цистеина, при участии которого образуются тиоловые (S-S) связи, участвующие в образовании структуры белка (вторичной, третичной, четвертичной);
- высокое содержание остатков серина и треонина в муцинах определяет собственно структуру этих молекул — значительное количество (сотни) углеводных цепочек связанных только с серином или треонином;
- большое количество остатков пролина способствует созданию особой конформации молекулы белка;
- изучение соотношения количества аминокислотных остатков и углеводных цепей в молекуле свидетельствует о том, что к каждому третьему аминокислотному остатоку присоединена углеводная цепочка;
- предполагается, что третичная и/или четвертичная конформация молекулы муцинов имеет вытянутую, достаточно жесткую форму стержня; которую можно сравнить с ершиком для мытья посуды —
- стержень — полипептид,
- углеводные цепочки — щетинками;
- особенности олигомерной (четвертичной) структуры муцинов связывают с большим количеством остатков цистеина, что доказывается распадом целой молекулы на субъединицы при воздействии тиоловых агентов;
- в состав субъединиц входит от 400 до 5 000 аминокислотных остатков (в муцинах из разных источников);
Выделяют два типа строения субъединиц муцинов:
- первый тип — муцины слизи желудка, тонкой кишки и других —
- субъединица состоит из трех доменов: центрального, N- и С-концевого;
- к центральному домену присоединены все углеводные цепочки, что определяет трудность его гидролиза и наличие в структуре основной части остатков серина, треонина и пролина;
- N- и С-концевые («оголенные») домены — в их составе представлены практически все остатки цистеина;
- второй тип субъединиц — цервикальные муцины входящие в состав слизи относятся к высокомолекулярным, как и муцины входящие в состав слизи толстой кишки и дыхательной системы:
- субъединица имеет большую молекулярную массу;
- состоит из доменов соединенных с глюкозой, которые попеременно чередуются с негликозилированными формами;
- когда происходит протеолиз трипсином расщепляется на три-четыре гликозилированных домена молекулярная масса которых порядка четырехскот килодальтон.
В процессе дальнейшего изучения различных муцинов предполагается выявить и другие типы строение субъединиц.
При проведении электронной микроскопии муцины, выделенные из слизи разных источников, имеют форму полидисперсных линейных гибких нитей с различной длиной в одном препарате. Например, длина молекул муцинах желудка человека может достигать 1000 нм, но и быть в 2—3 раза меньше.
Таким образом, в свете современных представлений, муцины являются:
- олигомерами различной длины,
- состоящими из субъединиц, которые
- связаны дисульфидными мостиками.
