Гликозилирование белков и ДНК и процессы старения
Нуклеиновые кислоты и белки могут быть модифицированы путем присоединения Сахаров к их свободным аминогруппам, что ведет к структурной и функциональной перестройке молекул. Неферментативное гликозирование биологически важных молекул становится все более важной областью в изучении диабета и процесса нормального старения . Такие моносахара, как D-глюкоза или D-галактоза, запускают цепь химических событий, продуцирующую метаболиты, способные создавать ковалентные связи внутри белковых молекул и связывать различные белки между собой. В коллагене, содержащем большое количество глюкозы, обнаружено увеличение количества ковалентных связей у пожилых и больных диабетом по сравнению со здоровыми взрослыми людьми [ Kohn ea 1984 ]. Увеличение количества связей в коллагене снижает его эластичность. Такое изменение на молекулярном уровне может являться причиной утолщения базальной мембраны , например, в мезангиальном матриксе почек, и приводить к почечной недостаточности при диабете , а также быть причиной возрастного снижения функции почек. Полагают, что этот механизм играет роль в сужении артерий, уменьшении сосудистого кровотока и снижении гибкости сухожилий. Показано, что в коллагене кожи коротко- и долгоживущих видов животных уровень маркера гликозилирования пентозидина обратно пропорционален видовой максимальной продолжительности жизни [ Sell ea 1996 ].
Одним из эффективных способов предупреждения старения является употребление в пищу менее калорийных продуктов . Возможный механизм влияния такой диеты - снижение концентрации глюкозы в крови и уменьшение неэнзиматического присоединения глюкозы к белкам , например к гемоглобину [ Masoro ea 1989 ]. При падении концентрации глюкозы отмечается и снижение перекисного окисления липидов . Негативный эффект гликозилирования определяется не собственно присоединением глюкозы к долгоживущим белкам, а обусловленным свободными радикалами их окислительным повреждением. Нуклеотиды и ДНК тоже подвергаются неэнзиматическому гликозилированию, что приводит к мутациям из-за прямого повреждения ДНК и инактивации систем репарации ошибок рекомбинации, а также вызывает повышенную ломкость хромосом. В настоящее время изучаются подходы к предупреждению влияния гликозилирования на долгоживущие белки с помощью фармакологических и генетических воздействий. Так, использование аминогуанидина может быть полезным в лечении обусловленных возрастом и диабетом осложнений. Показано, что он предупреждает изменение базальной мембраны, атеросклероз и поражение почек при диабете.
