Белковые молекулы – это цепочки аминокислот, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающим раствором, так что в результате аминокислотная цепочка изгибается, скручивается в спираль, складывается в сложную толстую нить или же образует клубок с различными выступами и впадинами. Получающаяся трёхмерная форма специфична для каждого вида белков, и свои функции они выполняют благодаря особой трёхмерной укладке.
Трёхмерный «портрет» иммуноглобулина-антитела.
Но аминокислоты и их 3D-форма – ещё не всё. Многие белки получают модификации – это могут быть небольшие остатки фосфорной кислоты, а могут быть крупные молекулы углеводов. Если к белку присоединяется углевод, то такой белок называют гликопротеином или протеогликаном. К белку углевод может либо присоединиться сам, без посторонней помощи (и тогда говорят про реакцию гликирования), либо ему помогает другой белок-фермент, и тогда происходит реакция гликозилирования.
Углеводный навесок на белке, разумеется, меняет его свойства. В одних случаях углевод необходим белку, чтобы выполнять свои функции, в других случаях гликированный или гликозилированный белок свидетельствует о какой-то патологии. Например, при повышенном сахаре в крови к молекулам гемоглобина присоединяется глюкоза – получается гликированный гемоглобин, и по уровню гликированного гемоглобина можно оценить, насколько сильно у диабетика уровень сахара в крови обычно превышает норму. С другой стороны, модифицирующие углеводы нужны белкам иммуноглобулинам, которые взаимодействуют с бактериями, вирусами, раковыми клетками и пр. и которые помогают иммунной системе ликвидировать опасность. Но в зависимости от того, как именно иммуноглобулин модифицирован углеводом, сигнал от иммуноглобулина может либо запустить воспаление, либо, наоборот, подавить его.
Неправильные углеводные модификации иммуноглобулинов типа G можно наблюдать при самых разных заболеваниях. Исследователи из Института цитологии и генетики Сибирского отделения (ФИЦ ИЦИГ СО) РАН и Новосибирского государственного университета вместе с коллегами из Университета Эдинбурга и ещё целого ряда научных центров Великобритании, Хорватии США и других стран решили понять, зависит ли присоединение углеводов к антителам IgG от генов. Для этого иммуноглобулиновые углеводы-гликаны проанализировали более чем у 8 тыс. жителей разных европейских стран.
Информацию о гликанах сопоставили с генетическими данными, и в результате в ДНК нашлось 33 участка, которые так или иначе влияют на то, как углеводы будут садиться на IgG. Удалось также показать, что есть генетические мутации, которые одновременно влияют на «сахарные» модификации IgG и на риск развития различных заболеваний, таких, как хроническое воспаление желудочно-кишечного тракта, ревматоидный артрит, билиарный цирроз печени, астма и болезнь Паркинсона. Подробно результаты исследований опубликованы в Science Advances.
Новые данные помогают понять, как и почему углеводы-гликаны на антителах изменяются при разных заболеваниях – что, в свою очередь, поможет в перспективе создать новые, более эффективные методы диагностики и терапии.
Источник: Наука и жизнь
