Milovan Nikolić

This user hasn't shared any biographical information


Posts by Milovan Nikolić

Složeni šećeri

Glikoproteini su protein koji  za sebe imaju vezane oligosaharide u vidu razgranatih lanaca i koji cine do 60% njegove mase. Vezivanje ugljenog hidrata za protein ostvaruje se kovalentnom vezom šećera sa bočnim lancima nekih aminokiselina. Načešća su dva tipa glikozidnih veza: O-glikozidna veza i N-glikozidna veza.

 

O-glikozidna veza je karakteristična po tome što se ugljeni hidrat vezuje za hidroksi grupu serina,treonina ili hidroksilizina.

N-glikozidna veza odlikuje se vezivanjem šećera za amidnu grupu asparagina. N-glikolizacija je proces koji se odvija u eukariotskim ćelijma,a veoma retko i u bakterijama. Za N-vezane oligosaharide karakteristično je što se asparaginu u polipeptidnom lancu ciljanog proteina prvo dodaje prekursor koji sadrži  14 šećernih jedinica. Struktura ovog prekursora je ista za većinu eukariota i sadrži  3 molekula glukoze,  9 molekula manoze i  2 molekula N-acetilglukozamina.

Ove veze se ostvaruju sa aminokiselinama koje se u proteinskom lancu već nalaze u karakterističnom redosledu. Npr. uslov za formiranje N-glikozidne veze je redosled aminokiselina asparagin-(neka aminokiselina)-serin. Ugljeni hidrati koji su vezani N-glikozidnom vezom za proteine uvek sadrže manozu i N-acetilglukozamin uz galaktozu, fukozu i N-acetilneuraminsku kiselinu. Ugljeni hidrati vezani u glikoproteinima daju dodatnu specifičnost molekulima proteina i od suštinskog su značaja za imunsko i receptorsko prepoznavanje molekula.

 

Sinteza glikoproteina se odvija na granulisanom endoplazmatičnom retikulumu i cisternama Goldžijevog aparata. Ceo proces započinje na citoplazmatskoj strani retikuluma. U membrani retikuluma se nalazi dolihol fosfat koji je supstrat za glikoziltransferazu. Ovaj enzim vrši prenos fosfoacetil N-acetilglukozamina  iz  UDP-N-acetilglukozamina na fosfornu grupu dolihol fosfata. U narednim reakcijam se, prethodno aktivirani šećeri jedan po jedan dodaju na N-acetilglukozamin vezan za dolihol fosfat,i tako se formira rastući lanac ugljenog hidrata. Ova sinteza se obavlja na citoplazmatskoj strani ER-a. Transfer razgranatog oligosaharidnog lanca sa dolihol-P-oligosaharidnog kompleksa se vrši u lumenu gER-a, pri čemu se odvaja dolihol fosfat. Oligosaharidna struktura se potom prenosi na bočnu grupu asparagina u rastućem proteinskom lancu i stvara se N-veza. Ovaj prenos obavlja oligosahariltransferaza. Posle vezivanja za protein otpočinje cobrada oligosaharida specifičnim egzoglikozidazama koje sekvencijalno uklanjaju šećere sa krajeva ugljenohidratnog lanca.U trenutku kada oligosaharid sadrži 8 molekula manoze i kada je završena sinteza proteina, glikoproteinski intermedijat (Man-8 oligosaharid) vezikularnim transportom prenosi u Cis Goldži cisternu.Tu, udaljavanjem tri krajnje šećerne grupe, nastaje Man-5 oligosaharid koji se prebacuje u srednju Goldžijevu cisternu.U srednjoj Goldžijevoj cisterni na krajeve oligosaharidnih lanaca dodaje se N-acetilglukozamin.Moguće je dodavanje šećera i na središnji manozni lanac, čime nastaju dodatni bočni lanci.

Fibronektin je makromolekul težine 440kDa i predstavlja glikoprotein ekstracelularnog matriksa koji spaja sa membranom proteinske receptore nazvane integrini. Fibronektin takođe povezuje i komponente ekstracelularnog matriksa kao sto su: kolagen,fibrin… Fibronektin je dimer koji se sastoji od dve gotovo identične monomerne jedinice povezene disulfidnim vezama. Protein fibronektin nastaje kao proizvod jednog gena, međutim, različito splajsovanje pre-iRNK dovodi do stvaranja različitih izoformi.
Kod kičmenjaka prisutne su dve forme: solubilni ili plazma fibronektin (koji je glavna proteinska komponenta krvne plazme i ima ga oko 300 µg/ml i proizvode ga hepatociti u jetri) i nesolubilni ili celularni fibronektin koji je glavna komponenta ekstracelularnog matriksa. Sekretuju ga različite ćelije prvenstveno fibroblasti kao solubilni dimer koji se posle menja u nesolubilan oblik. Fibronektin igra bitnu ulogu u ćelijskoj adheziji, rastu, migraciji i diferencijaciji i važan je za procese zarastanja rana  embrionalnog razvića.
Fibronektin,kao što je već pomenuto, je dimer koji  se sastoji od dva gotovo identična polipeptidna lanca povezanih parom disulfidnih veza. Svaki monomer fibronektina  ima prosečnu težinu oko 230-250 kDa i sadrži tri tipa podjedinica: tip I, tip II, tip III. Svaka podjedinica je sastavljena od dve antiparalelne β-ploče. Podjedinice tip I i tip II su stabilizovane unutarlančanim disulfidnim vezama dok podjedinica tipa III ne sadrži nijedan disulfidni most. Odsustvo disulfidnih veza u podjedinici tipa III dozvoljava njeno odmotavanje posle primene sile.

Pored svih navedenih uloga fibronektina smatra se da su odgovorni za stvaranje nekih karcinoma. Neke morfloške promene koje su posmatrane u tumorima i tumorskim ćelijskim linijama pripisane su smanjenoj ekspresiji funkcije fibronektina bilo povećanom degradacijom proteina ili smanjenom ekspresijom fibronektinskih vezujućih receptora kao što je α5β1 integrin.

 

Integrini su površinski ćelijski receptori koji interaguju sa ekstracelularnim matriksom i posreduju u različitim intracelularnim signalima. Definišu ćelijski oblik, pokretljivost i regulišu ćelijski ciklus. Integrini igraju ulogu u pripajanju ćelija za druge ćelije i pripajanju ćelija za ekstracelularni matriks. Pored uloge pripajanja, integrini takodje imaju ulogu u provodljivosti signala, odnosno procesu kojim ćelija transformiše jednu vrstu signala u drugi. Integrini su nesvakidašnji membranski proteini zato što signali koje oni kovertuju putuju u oba smera: iz ekstracelularnog matriksa ka ćeliji i obratno,prikazujući stanje ćelije ekstracelularnom svetu. Ovo omogućava ćeliji da pravi brze i fleksibilne odgovore. Postoji više vrsta integrina i ćelije na svojoj površini poseduju različite vrste. Oni su od vitalnog značaja za sve životinje i otkrivene su kod svih životinja od sundjera do sisara. Integrini su posebno istraživani kod čoveka. Druge vrste proteina koje igraju ulogu u ćelijsko-ćelijskoj i ćelijsko-matriksnoj interakciji i komunikaciji su kadherini, selektini. Integrini su obavezno heterodimeri koji se sastoje od dva odvojena lanca nazvana α i β subjedinice.Kod sisara je otkriveno 19α i 8β subjedinica. Obe subjedinice sadrže dva odvojena repa. Oba repa penetriraju na plazma membranu i poseduju male citoplazmatske domene. Velika raznolikost glikoproteina i proteoglikana obezbeđuje njihovo učestvovanje u različitim procesima.Glikoproteini, na primer, mogu učestvovati u imunskom i receptorskom prepoznavanju molekula. Tako različite oligosaharidne grupe glikoproteina eritrocita određuju pripadnost odgovarajućoj krvnoj grupi. Glikoproteini imaju značajnu ulogu i u prenosu različitih hemijskih signala između ćelija. Za njih se vezuju sekretovani signalni molekuli (neki  proteinski faktori rasta) što može dovesti do pojačavanja ili inhibiranja signalnog efekta. Za njih se, takođe, mogu vezivati i drugi sekretovani proteini čime se reguliše funkcija tih proteina.

Supstance koje određuju krvnu grupu su izrazito imunogene oligosaharidne grupe koje se nalaze u odgovarajućim glikoproteinima. Gen koji određuje ABO tip krvnih grupa se nalazi u tri varijacije(alela).

-A alel kodira glikoziltransferazu koja katališe dodavanje N-acetilglukozamina na karakterističan trisaharid u O-tipu ugljenih hidrata.

-B alel kodira glikoziltransferazu koja katališe dodavanje galaktoze na isti trisaharid.

-Kod O alela se radi o mutaciji koja stvara nefunkcionalni protein,te se na trisaharid ne dodaje šećer.Zbog toga su osobe sa O krvnom grupom koje nemaju oligosaharidni antigen,univerzalni davaoci krvi.

 

Share and Enjoy

  • Facebook
  • Twitter
  • Delicious
  • Digg
  • Google Buzz
  • StumbleUpon
  • Add to favorites
  • Email
  • RSS

ANP i BNP

Nedavni pomak u izučavanu fiziologije,poslednje dve decenije,uspostavio je endokrinu ulogu srca,pored njegove glavne uloge krvne pumpe. Danas je dobro poznato da su i komore i pretkomore sposobne da proizvode natriuretske hormone.Od otkrića atrijalnog natriuretskog faktora od strane DeBolta i saradnika 1981. godine izvedeni su mnogi eksperimenti na njima uključujući njihovu sintezu,oslobađanje i fiziološku funkciju.Ovi natriuretski faktori su od velikog značaja kako za fiziologiju tako i u klinici zato što učestvuju u regulaciji kardiovaskularnih i renalnih homeostatskih mehanizama.Smatra se da su uključeni u regulaciji volumena telesnih tečnosti i balansu elektrolita.

Osnovne funkcije ovih endogenih natriuretskih faktora su natriureza,diureza i hipotenzija.Ove efekte ostvaruju menjanjem renalne hemodinamike,inhibicjom tubularne reapsorpcije Na+ i  vode i indirektno kroz inhibiciju vazopresin oslobadjajućeg hormona i suprostavljanjem efektu renin-angiotenzin aldosteronskog sistema.Njihova direktna vazodilatatna svojstva dovode direktno do hipotenzionog efekta. Oslobađanje srčanih natriuretskih peptida je pojačano prvenstveno volumenom ekstracelularne tečnosti i atrijumskim istezanjem.Njihovo oslobađanje je povećano  u slučaju srčanih poremećaja i hroničnim otkazivanjem bubrega,koji se manifestuju edematoznim stanjima.

Morfološka posmatranja pokazala su da atrijalni miociti sadrže strukture nalik na izlučene granule smeštene na nuklearnom polu blizu mitohondrija i Goldžijevog aparata.Njihova endokrina funkcija nije dokazana sve dok DeBold i njegove kolege 1978.godine nisu opisali strukturne sličnosti između pretkomornih granula i sekretornih granula koje se zapažaju u nekim endokrinim tkivima i pretpostavili da atrijalne granule možda sadrže hormone.De Boldovi početni eksperimenti su prikazivali promenu u broju i gustini granula sa promenom u uzimanju soli i vode.Zato je u prvi mah izgledalo da su te granule prisno uključene u kontrolu volumena ekstracelularne tečnosti.Ovaj naučnik i njegovi saradnici su nastavili dalji rad i izolovali su granule iz atriuma srca pacova i ubrizgali ih intravenozno u eksperimentalne pacove.Atriumski ekstrakt proizveo je veliku natriurezu i diurezu.U početku termin atriumski natriuretski faktor korišten je često da opiše aktivne supstance u ekstraktu sve dok njegova hemijska struktura nije identifikovana pa je posle postao ovaj ekstrakt nazvan Atriumski natriuretski peptid (ANP).  Još jedan fiziološki važan natriuretski faktor nazvan Brain Natriuretic Peptide (BNP) otkriven je 1988.godine u mozgu svinje,a otkrio ga je Sudoh sa svojim saradnicima.Novi izveštaji  su pokazali da se značajna količina natriuretskog peptida takođe sintetiše i oslobađa u cirkulaciju iz srca.Ispoljava fiziološke i farmakološke funkcije veoma slične ANP-u,dakle stimuliše natriurezu,diurezu i hipotenziju.Skori ja istraživanja pokazala su da BNP i ANP deluju zajedno u dvostrukom natriuretskom peptidnom sistemu koji je uključen u cirkulacionu homeostazu.

Izolovanje ANP-a iz pretkomornog tkiva izvedeno je zahvaljujući  razviću tehnika molekularne biologije koje su se počele rutinski primenjivati  za identifikovanje strukture proteina po metodi rekombinantne DNK.Ova tehnika je zato dala veliki doprinos u identifikaciji strukture ANP-a i njegovih prekursora u pretkomori.Dokazano je da i ANP i BNP imaju jedinstvenu peptidnu sekvencu koja ulazi u sastav jezgra.Ovo je iskorišteno da se napravi komplementarna DNK,a zatim i iRNK kako bi se došlo do prekursora ovog molekula.

 

 

Molekul ANP-a
ANP se primarno stvara,skladišti i sekretuje iz atrijalnih miocita.Velika količina ANP prohormona je identifikovana u pretkomornom srčanom tkivu i zato ovaj oblik prohormona je najčešći vid skladištenja.Smatralo se da je ANP skaldišten u pretkomornim kardiocitima kao ANP prekursor i da se cepanje ovog prekursora vrši za vreme sekrecije da bi se stvorila aktivna forma ANP-a. BNP prvo izolovan iz mozga ali da je pronađen i u cirkulaciji i u velikim količinama u srčanim komorama posebno u patološkim stanjima.Tako se došlo do zaključka da se BNP formira cepanjem humanog prekursora BNP-a pre sekrecije i da se skladišti u kardiocitima,a kao glavna skladišta se pojavljuju i komore i pretkomore.Uticaji koji imaju najveći efekat na oslobađanje ANP-a su skladištenje soli i povećanje volumena ekstracelularne tečnosti.Nekoliko različitih manevara kao što su povećanje ukupnog volumena krvi ,mehaničko istezanje pretkomora izazvali su povećanje nivoa ANP-a.Naime,pokazani su slični efekti  i u patološkim stanjima kao što su povećanje pritiska u pretkomorama za vreme punjenja pretkomora krvlju,a kao posledica nastaje povećanje rastegljivosti mišićnog zida pretkomore što se često sreće u raznim srčanim oboljenjima,bubrežnoj insufiscijenciji i primarnom aldosteronizmu.Sve ovo ukazuje da je širenje,odnosno istezanje zida pretkomora primarni faktor koji vodi do lučenja ANP-a.Prekursor ANP-a se iseca uz pomoć membranski vezanih proteaza i oslobađa se u cirkulaciju kao peptid koji se sastoji od 28 amino-kiselina.

Analizom tkiva pretkomora i komora dokazano je da se BNP u velikim količinama sekretuje u komorama i to pretežno u levoj.Količina BNP u plazmi direktno pokazuje stepen ventrikularnog opterećenja ili oštećenja ventrikularnog mišića.To pokazuje da se svojstva BNP-a pojavljuju kao odgovor na hemodinamski stres kao što su oštećenja srca,razne vrste kardiomiopatija i akutni infarkt miokarda.Isto tako,visoke količine unosa Na+ izazivaju povećanje nivoa BNP-a u plazmi što se odražava značajnim povećanjem izbacivanja natrijuma u urinu.Ovo pokazuje da uz ANP,BNP predstavlja novi natriuretski peptid koji reguliše natrijumsku homeostazu kod čoveka za vreme njegovog povećanog unosa.Rastezanje pretkomora izaziva značajan refleks dilatacije aferentnih arteriola u bubrezima.Zatim se uključuju i ostali signali koji se simultano odašiljaju iz pretkomora ka hipotalamusu da bi smanjio sekreciju antidiuretskog hormona.Smanjenje otpora u aferentnoj arterioli bubrega,izazivajući glomerularni pritisak da raste,rezultirajući povećanjem filtracije tečnosti kroz bubrežne tubule.Smanjivanjem količina antidiuretskog hormona smanjuje se i reapsorpcija vode iz tubula.Kombinacija ova dva efekta,povećanja glomerularne filtracije i smanjenje reapsorpcije tečnosti povećava gubitak tečnosti uz pomoć bubrega i svodi volumen krvi na normalni nivo.Rastezanje pretkomora uzrokovan  povećanjem volumena krvi izaziva hormonski  efekat na bubrege oslobađanjem ANP-a i povećanjem izbacivanja tečnosti putem urina i vraćanjem krvnog volumena na normalne vrednosti.

 

Molekul BNP-a

I ANP i BNP izazivaju fiziološke akcije kao što su natriuretski,diuretski i hipotenzivni efekti.Bubrežne akcije srčanog natriuretskog peptida uključuje efekte na bubrežnu vaskulaturu,glomerulske mezangijumske ćelije,sekreciju renina i tubularnu reapsorpciju natrijuma.Prikazano je da intrarenalno rukovođenje sintetizovanim ANP-om povećava količinu urina i izlučivanje natrijuma,a samnjuje tubularnu reapsorpciju natrijuma.Ubacivanje atrijalnog ekstrakta u eksperimentalne miševe povezano je sa značajnim povećanjem protokaurina i povećanja izlučivanja Na+ i K+.Takođe eksperimentalno je pokazano da se infuzijom ANP-a smanjuje arterijski otpor u glomerularnoj aferentnoj arterioli ,do se na drugoj strani otpor eferentne arteriole ne menja ili se povećava.Ovaj efekat ANP-a čini ANP sistem  jedinstvenim i različitim od bubrežnih vazodilatatora kao što su bradikinini i acetilholin.Zato povećanje stope glomerulskog filtriranja pokazuje selektivan efekat ANP-a na nivou glomerularne mikrocirkulacije.Povećanje stope glomerulskog filtriranja javlja se kao posledica porasta glomerularnog kapilarnog hidrostatskog pritiska.Ipak treba napomenuti da ove efekte na proksimalni tubul Henleove petlje ANP ne izvodi sam nego da to radi u sadejstvu sa angiotenzinom II,jer još uvek nije pokazan direktan efekat ANP-a na izolovane ćelije proksimalnog tubula.ANP po svoj prilici ne utiče direktno ali deluje preko receptora na bazolateralnu i luminalnu membranu da bi podigao nivo cGMP-a i inhibirao transport angiotenzina.Efekti ANP-a na sistem renin-angiotenzin-aldosteron je raznolik.Infuzija ANP-a u krvotok ispitivanih pasa dovela je do potiskivanja sekrecije renina i njegove vrednosti u plazmi.Ovaj pad u sekreciji renina može se povezati sa ANP-ovim hemodinamskim akcijama.Ovi efekti na sekreciju renina povezuju se sa inhibicijom simpatičkog uticana na Jukstaglomerularne sekretorne ćelije.Ključna stvar u celoj priči je inhibicija prvog koraka u natrijum povratnom-renin-angiotenzin-aldosteronskom sistemu.To izvodi tako što smanjuje efekte aldosterona i angiotenzina II na reapsorpciju Na.

Utvrđeno je da je ANP sposoban da inhibiše uticaj vazopresina na distalne tubule i sabirne tubule korteksa bubrega. Što se tiče efekata na kardiovaskularni sistem najpre treba spomenuti njegov nepobitan uticaj na vazodilataciju.ANP ima vazodilatacioni uticaj na burežne krvne sudove,velike arterije i nevaskularizovane glatke mišiće.Postoji nekoliko dokaza koji pokazuju da su bubrežne arterije osetljivije na vazodilatatorne efekte ANP-a.Njegov antagonistčki uticaj se odražava više na angiotenzin II nego na noradrenalin. Direktan negativan ionotropni efekat peptida na cardiomiocite nije dokazan i njegov hipotenzioni efekat je delimično pripisano stimulaciji parasimpatičkog i inhibiciji simpatičkih uticaja na srce.Suprotno ovome povećanje simpatičkog uticaja izaziva značajno smanjenje nivoa cirkulišućeg ANP-a.Efekti ANP- na kardiovaskularni sistem može se sumirati  u sledeće:

-Redukcija perifernog otpora

-Stimulacija parasimpatičke aktivnosti

-Redukcija srčanog rada

Efekti na mozak su sledeći.Distribucija ANP-a i njegovih receptora u mozgu je lokalizovana u regionima koji su direktno uključeni u kontrolu ekstracelularnog volumena i pritiska kao što su supraoptičko,paraventrikularno jedro;jedra tractus-a solitariusa aree postreme i horoidnog pleksusa.Pokazano je da ubrizgavanjem određenih količina ANP-a i BNP-a imaju suprotan uticaj na delovanje angiotenzina II.Regionalna distribucija BNP-a u svinjskom mozgu i najveće koncentracije pronađene su u hipotalamusu,meduli oblongati,ponsu i kičmenoj moždini.

Share and Enjoy

  • Facebook
  • Twitter
  • Delicious
  • Digg
  • Google Buzz
  • StumbleUpon
  • Add to favorites
  • Email
  • RSS
ajnstajn_ocene

Ajnštajn loš iz matematike?

Jedan od najraširenijih mitova kaže da je Ajnštajn imao lošu ocenu iz matematike. Da li je zapravo tako i koliko je ovaj mit istinit?

Albert Ajnštajn je rodjen 14. marta 1879. godine u Ulmu (Nemačka). Godinu dana posle njegovog rođenja cela porodica mu se preselila u Minhen. Kada je imao 7. godina krenuo je u školu u Minhenu. Sa devet kodina krenuo je u Luitpold gimnaziju. Do 12. godine izučavao je računanje. Ovo je bilo veoma napredno za njegov uzrast jer su deca ovu granu u gimnaziji učila tek sa 15 godina. Bio je veoma dobar u prirodnim naukama. Ali, pošto je nemački obrazovni sistem 19. veka bio veoma surov, Ajnštajn nije uspeo da unapredi svoje nematematičke discipline kao što su: istorija, jezici, muzičko i geografija). Zapravo činjenica je da ga je majka, a ne školski nastavnici, ohrabrila da uči da svira violinu u čemu je bio poprilično dobar.

 

1895. godine otišao je na prijemni ispit za prijem na prestižnu Saveznu akademiju u Cirihu. Imao je tada 16 godina i bio je dve godine mladji od svojih kolega kandidata. Briljirao je na delu koji se ticao fizike i matematike, ali je pao na društvenim naukama, posebno loše je uradio francuski što je bilo neprihvatljivo. Zato nije primljen. Iste godine nastavio je svoje školovanje u pokrajinskoj školi u Argauu (zove se još i Arau). Učio je marljivo i ovoga puta je uspeo da položi prijemni ispit na Saveznoj akademiji. Tako je sledeće godine, konačno, krenuo na studije iako je bio godinu dana mlađi od ostalih studenata. 1896. godine napisao je sjajan članak sa samo 17 godina, a on je bio uvod u njegov kasniji rad u oblasti relativnosti.

Postavlja se pitanje: ,,Kako je uopšte nastao mit da je Ajnštajn bio loš student?’’ Odgovor na to pitanje je veoma lak. 1896. godine (poslednja godina Albertovog školovanja u Argauu) sistem ocenjivanja bio je okrenut. Ocena 6, koja je prethodno bila najniža ocena, postala je najveća. Isto tako,ocena 1,koja je bila najveća, postala je najniža. Tako ko god pogleda Ajnštajnove ocene vidi da je većina njegovih ocena bilo oko 6 koja je sada bila najveća ocena.

Posle ovoga deca se više neće moći izvlačiti na ,,mit’’ o Ajnštajnovom ,,neuspehu’’ nego će morati mnogo više da rade.

 

Share and Enjoy

  • Facebook
  • Twitter
  • Delicious
  • Digg
  • Google Buzz
  • StumbleUpon
  • Add to favorites
  • Email
  • RSS