Charakterystyka i funkcje glikozaminoglikanów

4355
Simon Doyle

Plik glikozaminoglikany, Znane również jako mukopolisacharydy, są strukturami węglowodanowymi, pełniącymi funkcję biomolekuł strukturalnych, które można znaleźć głównie w tkance łącznej, tkance kostnej, ośrodku międzykomórkowym i tkance nabłonkowej. Są to długie łańcuchy złożonych polisacharydów lub proteoglikanów, składające się z powtarzających się jednostek disacharydów.

Glikozaminoglikany są silnie polarne i mają zdolność przyciągania wody, co czyni je idealnymi do pełnionych przez nie funkcji biologicznych. Są również używane jako smary lub do pochłaniania uderzeń. Każdy składa się z heksozaminy i heksozy lub kwasu hialuronowego..

Struktura glikozaminoglikanów

Indeks artykułów

  • 1 Funkcje
  • 2 Obecność glikozaminoglikanów
  • 3 Funkcje glikozaminoglikanów
  • 4 Odnośniki

Charakterystyka

Glikozaminoglikany są największym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej cząsteczek w tkankach zwierzęcych i odgrywają fundamentalną rolę w różnych zdarzeniach fizjologicznych. Związki te możemy znaleźć nie tylko u kręgowców, ale także u wielu bezkręgowców. Jego funkcją jest ochrona w królestwie zwierząt.

Różne struktury siarczanowe heparyny, glikozaminoglikanu występującego w wątrobie, skórze i płucach, można znaleźć w różnych typach organizmów, od najbardziej prymitywnych po ludzkie. To determinuje ich aktywny i zasadniczy udział w procesach biologicznych..

W przypadku kwasu hialuronowego w organizmie człowieka znajdujemy go w pępowinie, tkance łącznej, płynie maziowym, chrząstce, naczyniach krwionośnych i ciele szklistym (galaretowatej masie znajdującej się między soczewką a siatkówką oka) ; podczas gdy w naturze występuje tylko w mięczakach.

Inną różnicą jest to, że siarczan chondroityny w organizmie występuje w tkankach kostnych i chrząstce, podczas gdy u innych mniej rozwiniętych zwierząt występuje w ograniczonej postaci, w zależności od złożoności strukturalnej osobnika i jego związku z określonymi funkcjami..

Obecność glikozaminoglikanów

W naturze znajdujemy glikozaminoglikany (GAG), które pełnią podstawowe funkcje we wzroście, różnicowaniu, migracji komórek, morfogenezie oraz infekcjach wirusowych i bakteryjnych..

U kręgowców głównymi glikozaminoglikanami są heparyna lub siarczan heparyny, siarczan chondroityny, siarczan dermatanu i kwas hialuronowy. Wszystkie te GAG ​​są potwierdzone przez łańcuchy, które są naprzemiennymi jednostkami aminokwasu i kwasu hialuronowego, którym może być kwas glukuronowy lub kwas iduronowy..

Z drugiej strony jednostkami aminocukrowymi mogą być N-acetyloglukozamina lub N-acetylogalaktozamina..

Chociaż filary GAG są zwykle zawsze takie same, polisacharydy, powtarzające się linie łańcuchów heparyny i siarczanu chondroityny wymagają znacznego stopnia zróżnicowania strukturalnego.

Wynika to z ciągłych modyfikacji, które obejmują siarczanowanie i epemeryzację uronianów, stanowiących podstawę szerokiej gamy struktur o aktywności biologicznej związanej z GAG..

Obecność tych biocząsteczek w przyrodzie, zarówno u kręgowców, jak i bezkręgowców, została dobrze udokumentowana. W przeciwieństwie do tego, GAG nigdy nie został znaleziony w roślinach..

W niektórych łańcuchach bakterii obserwuje się syntetyzowane polisacharydy o tej samej strukturze filarowej GAG, ale te podobne polisacharydy nie są związane z białkami rdzeniowymi i są wytwarzane tylko na wewnętrznej powierzchni błony cytoplazmatycznej..

W przypadku GAG w komórkach zwierzęcych są one dodawane do jąder białek i tworzą proteoglikany. Zatem polisacharydy bakteryjne są różne.

GAG, które należą do kręgowców, jest bardzo zróżnicowane pod względem strukturalnym. Od ryb i płazów po ssaki, struktura tych biocząsteczek jest niezwykle niejednorodna.

Biosynteza kompleksu strukturalnego GAG jest regulowana, a różne wzorce siarczanowania powstają w określonym narządzie i tkance, tymczasowo podczas wzrostu i rozwoju..

W rzeczywistości defekty mutacyjne w wielu genach enzymów biosyntetycznych GAG mają poważne konsekwencje dla organizmów kręgowców. Dlatego ekspresja GAG i ich specyficzne struktury siarczanowe odgrywają fundamentalną rolę w życiu..

Funkcje glikozaminoglikanów

Ich funkcja jest niezbędna, ponieważ są podstawowymi składnikami tkanki łącznej, a łańcuchy GAG są połączone wiązaniami kowalencyjnymi z innymi białkami, takimi jak cytokiny i chemokiny..

Inną cechą charakterystyczną jest to, że są one związane z antytrombiną, białkiem związanym z procesem krzepnięcia, dzięki czemu mogą hamować tę funkcję, co czyni je niezbędnymi w przypadku leczenia np. Zakrzepicy..

Jest to również interesujące w dziedzinie badań nad rakiem. Dzięki zdolności do hamowania wiązania białek GAG można zatrzymać proces tej choroby lub innych, takich jak procesy zapalne i choroby zakaźne, w których GAG działają jako receptory dla niektórych wirusów, takich jak denga, typu flawiwirusa..

GAG należą również do trzech składników skóry właściwej, warstwy znajdującej się pod naskórkiem, wraz z kolagenem i elastyną. Te trzy elementy tworzą układ zwany macierzą zewnątrzkomórkową, który umożliwia między innymi regenerację tkanek oraz eliminację toksyn z organizmu..

GAG to substancje, które przyciągają wodę do głębszych warstw skóry. Jednym z najbardziej znanych glikozaminoglikanów jest kwas hialuronowy, obecny w wielu produktach przeciwstarzeniowych i pielęgnacyjnych. Ideą tych kremów, balsamów i toników jest zwiększenie nawilżenia skóry poprzez redukcję zmarszczek i drobnych linii.

Oprócz zdolności zatrzymywania wody, GAG mają również wysoką lepkość i niską kompresję, co czyni je idealnymi do ochrony zrostów kości w stawach..

Z tego powodu występują w płynie maziowym, chrząstce stawowej, zastawkach serca (siarczan chondroityny, najbardziej obfity GAG w organizmie), skórze, tętnicach płucnych oraz w wątrobie (heparyna, która ma działanie przeciwzakrzepowe), ścięgnach i płucach ( siarczan dermatanu) oraz rogówka i kości (siarczan kerattanu).

Bibliografia

  1. Ewolucja glikozaminoglikanów. Porównawcze badanie biochemiczne. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Wydanie specjalne „Glikozaminoglikany i ich mimetyki”. Odzyskany z mdpi.com.
  3. Manipulowanie makrocząsteczkami powierzchni komórki przez flawiwirusy. Robert Anderson, w Advances in Virus Research, 2003. Odzyskany z sciencedirect.com.
  4. Kolagen, elastyna i glikozaminoglikany. Odzyskany z justaboutskin.com.

Jeszcze bez komentarzy