Кальций-связывающие белки дентина и эмали

Дентинсиалопротеин(DSPP) – является единственным уникальным белком одонтобластов, клеток, которые производят дентин зуба. Это неколлагеновый белок, который позже расщепляется на три функциональных белка: дентин фосфопротеин (также известный как фосфофорин), взятых из C-конца, дентин сиалопротеин от N-конца, и дентин гликопротеин с середины молекулы.По своей структуре сходен с костным сиалопротеином, примерно на 30% состоит из углеводов, содержит много аспартата, глутамата, серина, глицина.

Строение молекулы дентинсиалопротеина.

Функция – участвует в минерализации дентина. 
Строение дентина. Дентин состоит из нескольких слоев, различающихся по структурной организации матрикса и по степени минерализации. Эти различия отражают временную динамику биогенеза дентина, соответствующую разным этапам функционирования одонтобластов.

Белки и кальций связывающие белки  эмали

В созревающей эмали содержатся разные по свойствам белки. Их

можно разделить на 2 основные группы: амелогенины и энамелины. По

мере созревания эмали  соотношение этих белков меняется. Если вначале

основная масса белков представлена амелогенинами (90%), то впоследствии

они постепенно разрушаются и увеличивается доля энамелинов.

 

Амелогенины - содержат в своем составе большое количество остатков

ПРО, ЛЕЙ, ГИС, ГЛУ. В них  отсутствуют гидроксипролин и цистеин,

характерные для коллагена  и кератинов. Они гидрофобны и  склонны к агрегации. Белки, выделенные из разных видов животных, имеют схожий аминокислотный состав, что связывают с их участием в механизмах минерализации. В ходе минерализации они, по-видимому, расщепляются, потому что по мере созревания увеличивается доля низкомолекулярных амелогенинов. Точные детали этого процесса неизвестны, но из незрелой эмали была выделена пептидаза со специфическим действием на амелогенины.

В настоящее время  путем клонирования генов, кодирующих

амелогенины, удалось  установить первичную структуру этих белков.

 

Интересно, что первые 33 аминокислоты на N-конце всех амелогенинов,

выделенных из разных видов животных, были одинаковыми. В  местах

обнаруженных отличий  сохранялся принцип, когда гидрофобные  участки

заменялись на неполярные, а полярные - на полярные. Тем самым

сохраняются возможности  формирования одинаковых пространственных

структур, которые обеспечивают процессы минерализации.

Строение молекулы амелогенина.

 

Функции – Участвует в минерализации, также участвует в развитии зубной эмали, точная функция до сих пор не установлена.

 

Энамелины – группа кислых белков. Они сильно гликозилированы (много гексозаминов - 4% и нейраминовой кислоты - 4%). Мало известно об их аминокислотном составе и пространственной структуре. Недавно было установлено, что вторичная структура энамелинов представлена преимущественно β-структурой.

 

Строение молекулы энамелинов.

 

Функции - Обладают протеазной активностью и участвуют в катаболизме более крупных белков.

 

Помимо белков из созревающей  эмали выделены пептиды, липиды,

моносахариды. Пептиды  эмали, кислые по своим свойствам, по

аминокислотному составу  напоминают энамелины. Созревание эмали

сопровождается значительным снижением содержания органических

компонентов. Почти 100-200 кратное снижение содержания белков при

созревании сопровождается значительным изменением аминокислотного

состава. Предполагается, что процесс созревания сопровождается распадом

амелогенинов и задержкой  распада энамелинов. Энамелины, при  этом,

прочно присоединяются к кристаллам апатита.

 

Наружная поверхность  эмали содержит меньше белков, чем

внутренняя часть. Белки и пептиды, расположенные снаружи, более

растворимы в воде.

 

Изменение аминокислотного состава коллагена  дентина при эволюции зубного  зачатка в постоянный зуб

 

В дентине происходят выраженные обменные процессы, что обусловлено его составом и структурой. В первую очередь это относится к белку дентина. Известно, что молекула коллагена способна к обновлению аминокислотного состава. Наличие дентинных канальцев и циркулирующей в них дентинной жидкости создает необходимые условия для обмена органических и неорганических веществ. Клиническим подтверждением наличия обменных процессов является изменение структуры и состава дентина при воздействии различных факторов на твердые ткани зуба: хронической механической травмы, химических, возрастных изменений и др. Гистологически установлено, что внутренние отделы околопульпарного дентина (предентина) коронки зуба имеют нервные окончания, которые являются чувствительными, а возможно, и эфферентными.

Дентин образуется на протяжении всей жизни зуба. Возникающий в процессе развития зуба дентин называют первичным дентином. На протяжении жизни человека в результате физиологической деятельности пульпы происходит отложение вторичного дентина, который по своему строению мало чем отличается от дентина, образованного в процессе формирования зуба. Третичный дентин образуется вследствие раздражения (например, стирания, эрозии, кариеса) как защитный барьер. В таком дентине дентинные канальцы извилисты, расположены по сравнению с нормальным дентином хаотично (поэтому его принято называть «иррегулярным», или третичным). В случаях, когда патологический процесс быстро прогрессирует, в иррегулярном дентине канальцы могут полностью отсутствовать