Über Glykoproteine

Zusammenfassung

Uronsäurehaltige Eiweiß-Kohlenhydrat-Verbindungen mit ionogen gebundenen Mucopolysacchariden (Hyaluronsäure, Chondroitin- und Mucoitinschwefelsäure) und die aus einer oder mehreren Glykopolypeptidketten konstanter Aminosäure- und Zuckerzusammensetzung aufgebauten Glykoproteine kann man heute differenzieren. Die häufigsten Kohlenhydratbestandteile der Glykoproteine sind Mannose, Galaktose, Fukose, Hexosamine und einige Derivate der Neuraminsäure (Sialinsäure); an die Aminosäuren der Peptidkette (insbesondere an Glutamin-, Asparaginsäure, Threonin und Serin) sind sie kovalent gebunden. Möglicherweise fungieren die Hexosamine als Brückenglieder mit in der Regel nicht sehr langen Polysaccharidketten, die am Ende glykosidisch gebundene Neuraminsäureverbindungen enthalten. Die in hämagglutinierenden Virusarten und Kulturfiltraten von Choleravibrionen vorkommende Neuraminidase vermag diese Bindung zu lösen. Durch die Abspaltung der carboxylhaltigen Neuraminsäure-Endgruppen wird die negative Ladung der Glykoproteine vermindert, was bei α- und β-Glykoproteinen aus menschlichem Plasma eine Herabsetzung der elektrophoretischen Beweglichkeit zur Folge hat. Dies läßt sich mit der Immunoelektrophorese ohne sichtbare Einbuße der immunologischen Spezifität nachweisen; überhaupt hat sich noch kein Hinweis auf einen determinierenden Einfluß der Kohlenhydratgruppen auf das immunologische Verhalten der Glykoproteine ergeben. Human-γ-Globulin mit einheitlicher Sedimentationskonstante (S₂₀=7), das zwar wenig Gesamtkohlenhydrat, aber relativ viel Fukose enthält, kann zonenelektrophoretisch in Unterfraktionen aufgeteilt werden, von denen die am schnellsten wandernde zwei Acetyl-Neuraminsäure-Gruppen mehr enthält als die am langsamsten wandernde. Das bei Makroglobulinämie vermehrte hochmolekulare γ₁-Globulin (β₂M-Globulin) enthält mehr gebundenen Zucker als die vorhin erwähnten „niedermolekularen” γ-Globuline, allerdings kann der Kohlenhydratgehalt beim Plasmozytom ebenfalls erhöht sein. Die in hyperimmunisierten Pferden stark vermehrte T-Komponente gehört dem kohlenhydratreichen β₂-γ₁-Globulintyp an, der hohe Kohlenhydratgehalt hat aber keinen Einfluß auf die Antikörperwirkung. Von den übrigen Glykoproteinen des Plasmas enthalten die α-Globuline besonders viel Kohlenhydrat. Die bisher rein isolierten Proteinindividuen dieser Gruppe unterscheiden sich durch das Mengenverhältnis an gebundener Galaktose, Mannose, Fukose, Hexosamin und Sialinsäure. Albumin ist praktisch zuckerfrei, außer den „niedermolekularen” γ-Globulinen sind das tryptophanreiche Präalbumin, die verschiedenen Lipoproteine und das Fibrinogen kohlenhydratarm. Den höchsten Kohlenhydratgehalt weisen die ebenfalls aus Glykopolypeptiden bestehenden Mucoide auf. Sie stehen daher Glykoproteinen chemisch sehr nahe, sind aber durch Trichloressigsäure oder Sulfosalicylsäure nicht fällbar. Zu ihnen gehören die Blutgruppensubstanzen, die 75% Zucker, darunter auffallend viel Fukose, enthalten. Das α₁ Seromucoid enthält 40% Zucker mit etwa einem Viertel Acetylneuraminsäure. Auch die Mucine des Speichels, des Nasen-, Magen- und Zervixschleimes sind Glykoproteine und zeichnen sich durch einen relativ hohen Gehalt an Fukose und Sialinsäure (Diacetylneuraminsäure) aus. Sie werden von den Epithelzellen der entsprechenden Drüsen gebildet. Über die Glykoproteine mit Ferment- und Hormoncharakter liegen zur Zeit nur unvollständige Kohlenhydratanalysen vor. Das Choriongonadotropin und das Serumgonadotropin trächtiger Stuten sind Mucoide. Das Bindegewebe, insbesondere die Grundsubstanz und die Basalmembran der Endothelzellen, enthalten die Zuckerbausteine der Plasma-α-Glykoproteine und sind wahrscheinlich die Bildungsstätte derselben. Die bei Infektionskrankheiten, Allergosen und Kollagenkrankheiten (rheumatische Arthritis, Lupus erythematosus disseminatus), bei Entzündungen, Verbrennungen, malignen Granulomen, Hyperthyreoidismus, Myokardinfarkt, hämorrhagischen Diathesen, Arteriosklerose und Karzinom beobachtete Zunahme der kohlenhydratreichsten α-Globuline (α₁-Seromucoid, Haptoglobin) soll mit einem Zerfall oder einer Depolymerisation der Grundsubstanz einhergehen. Elektronenoptisch und histochemisch läßt sich gelegentlich eine Verdickung der Basalmembran und eine starke Proliferation der Endothelzellen feststellen. Die von gesteigerten Bindegewebsreaktionen begleitete pathologische Vermehrung der Plasma-Glykoproteine mit hohem Zuckergehalt kann in zahlreichen Fällen durch ACTH, Cortison oder Hydrocortison rückgängig gemacht werden. Für eine hormonelle Steuerung ihrer Synthese spricht auch die Mehrproduktion bei Gravidität. Pathologische Veränderungen des Mucopolysaccharidgehaltes des Bindegewebes führen nur in ganz seltenen Fällen zu einer Erhöhung des im allgemeinen sehr niedrigen Plasmaspiegels uronsäurehaltiger Polysaccharide.

Resumen

Acerca de las glucoproteínas

Podemos diferenciar hoy día combinaciones de hidratos de carbono y albúminas, conteniendo ácido urónico, con mucopolisacáridos de fijación ionógena (ácidos hialurónico, condroitino sulfúrico y mucoitíno sulfúrico), por una parte, y las glucoproteinas constituidas por una o varias cadenas glucopolipeptidicas de una composición constante de aminoácidos y azúcares, por otra. Los componentes de hidratos de carbono más frecuentes en las glucoproteinas son la manosa, galactosa, fucosa, hexosaminas y algunos derivados del ácido neuraminico (ácido sialinico); están asociados de un modo covalente a los aminoácidos de la cadena peptídica (especialmente al ácido glutamínico, ácido asparaginico, treonina y serina). Es posible que las hexosaminas funcionen como eslabones puente con cadenas de polisacáridos, no muy largas por regla general, que contienen al final compuestos del ácido neuraminico, de fijación glucosídica. La neuraminidasa, que se presenta en especies de virus hemoaglutinantes y filtrados de cultivos de vibriones coléricos, es capaz de disolver tal combinación. En virtud del desdoblamiento de los grupos finales del ácido neuramínico conteniendo carboxilo, la carga negativa de las glucoproteínas es disminuida, lo cual, en las glucoproteinas α y β del plasma humano, tiene por consecuencia una disminución de la movilidad electroforética. Esto puede comprobarse con la inmunoelectroforesis, sin merma visible de la especificidad in-munológica; aun no ha resultado ninguna indicación respecto de una influencia determinante de los grupos de hidratos dé carbono en el comportamiento inmunológico de las glucoproteínas. La globulina γ humana, con una constante de sedimentación uniforme (S₂₀=7), conteniendo poca cantidad total de hidratos de carbono, pero una cantidad relativamente grande de fucosa, puede subdividirse por electroforesis zonal en subfracciones, entre las cuales la de movilidad más rápida contiene dos grupos de ácido acetilneuramínico más que la de movilidad más lenta. La globulina γ de molécula elevada (globulina β₂M), incrementada en la macro-globulinemia, contiene más azúcares ligados que las globulinas «de peso molecular bajo», antes mencionadas, si bien el contenido de hidratos de carbono puede estar aumentado asimismo en el plasmocitoma. El componente T, muy incrementado en caballos hiperinmunizados, pertenece al tipo de globulina β₂-γ muy rico en hidratos de carbono, si bien el elevado contenido de éstos no ejerce influencia alguna sobre el efecto de anticuerpo. Entre las demás glucoproteinas del plasma contienen las globulinas α una cantidad especialmente grande de hidratos de carbono. Los individuos proteínicos de este grupo, aislados hasta ahora de un modo puro, se diferencian por la relación cuantitativa de galactosa, manosa, fucosa, hexosamina y ácido sialinico ligados. La albúmina está prácticamente libre de azúcares; además de las globulinas γ «de peso molecular bajo», son pobres en hidratos de carbono la prealbúmina, rica en triptófano, las diversas lipoproteinas y el fibrinógeno. El contenido más elevado de hidratos de carbono lo manifiestan los mucoides, compuestos igualmente de glucopolipéptidos. Tienen por lo tanto un parentesco químico muy cercano con las glucoproteinas, aunque no se dejan precipitar por el ácido tricloroacético ni por el ácido sulfosalicilico. Pertenecen a aquellos las substancias de los grupos sanguíneos, que contienen 75% de azúcares, entre ellos una cantidad de fucosa chocantemente elevada. El seromucoide ai contiene 40% de azúcares con una cuarta parte de ácido acetilneuraminico, aproximadamente. También las mucinas de la saliva y del moco de la nariz, gástrico y cervical se distinguen por un contenido relativamente elevado de fucosa y ácido sialínico (ácido diacetilneuraminico). Son constituidas por las células epiteliales de las glándulas correspondientes. De las glucoproteínas con carácter de fermento y hormona no disponemos actualmente sino análisis incompletos de hidratos de carbono. La coriogonadotropina y la serogonadotropina de yeguas preñadas son mucoides. El tejido conjuntivo, particularmente la substancia fundamental y la membrana basal de las células endoteliales, contiene los elementos integrantes del azúcar de las glucoproteinas α del plasma, siendo probablemente el lugar donde éstas se forman. Se pretende que el aumento de las globulinas α más ricas en hidratos de carbono (seromucoide ai, haptoglobina) observado en enfermedades infecciosas, alergosis y enfermedades colágenas (artritis reumática, «lupus erythematosus disseminatus») asi como en inflamaciones, quemaduras, granulomas malignos, hipertiroidismo, infarto del miocardio, diátesis hemorrágicas, arteriosclerosis y carcinoma, va acompañada de una descomposición o despolimerización de la substancia fundamental. Con ayuda de la óptica electrónica e histoquímica se pueden comprobar a veces un engrosamiento de la membrana basal y una proliferación fuerte de las células endoteliales. El aumento patológico de las glucoproteinas del plasma con elevado contenido de azúcares, acompañado de reacciones exacerbadas del tejido conjuntivo, es susceptible de regresión en numerosos casos en virtud de ACTH, cortisona o hidrocortisona. En favor de una regulación hormonal de su síntesis habla también la producción aumentada durante el embarazo. Alteraciones patológicas del contenido de mucopolisacáridos en el tejido conjuntivo conducen sólo en casos rarísimos a un incremento del nivel plasmático, en general muy bajo, de polisacáridos conteniendo ácido urónico.