Czym są glikozaminoglikany?

The glikozaminoglikany, zwane również mukopolisacharydami, są strukturami glucydowymi, z funkcją strukturalnych biomolekuł, które można znaleźć głównie w tkance łącznej, tkance kostnej, ośrodku międzykomórkowym i tkance nabłonkowej.

Są to długie łańcuchy złożonych polisacharydów lub proteoglikanów, złożone z powtarzających się jednostek disacharydów.

Glikozoaminoglikany są wysoce polarne i mają zdolność przyciągania wody, dzięki czemu nadają się do pełnionych funkcji biologicznych. Są one również używane jako smary lub do pochłaniania uderzeń. Każdy składa się z heksozaminy i heksozy lub kwasu hialuronowego.

Wprowadzenie

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

Kilka siarczanowanych struktur 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 znajduje się on w pępowinie, tkance łącznej, płynie maziowym, chrząstce, naczyniach krwionośnych i ciele szklistym (galaretowata masa leżąca między soczewką a siatkówką w oku); podczas gdy w naturze istnieje tylko w mięczakach.

Inną różnicą jest to, że siarczan chondroityny w organizmie istnieje w tkankach kości i chrząstki, podczas gdy u innych zwierząt mniej rozwiniętych ma ograniczoną formę, w zależności od złożoności strukturalnej jednostki i jej związku z pewnymi funkcjami.

Obecność glikozaminoglikanów

W naturze znajdujemy glikozaminoglikany (GAG) o fundamentalnych funkcjach we wzroście komórek, różnicowaniu, migracji komórek, morfogenezie i zakażeniach wirusowych lub 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 zastępują jednostki aminocukru i kwasu hialuronowego, które mogą być kwasem glukuronowym lub kwasem iduronowym.

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

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

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

Obecność tych biomolekuł w przyrodzie, zarówno u organizmów kręgowców, jak i bezkręgowców, została dobrze udokumentowana. W przeciwieństwie do GAG nigdy nie znaleziono w roślinach.

W niektórych łańcuchach bakteryjnych obserwuje się polisacharydy syntetyzowane w 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 białkowych i tworzą proteoglikany. W ten sposób bakteryjne polisacharydy są różne.

Istnieje szeroka różnorodność strukturalna GAG, które należą do kręgowców. Od ryb i płazów po ssaki, struktura tych biomolekuł jest niezwykle heterogeniczna.

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

W rzeczywistości wady mutacji w wielu genach enzymów biosyntetycznych GAG mają poważne konsekwencje u organizmów kręgowców. Dlatego ekspresja GAG i ich specyficznych struktur siarczanowych odgrywa podstawową rolę w życiu.

Funkcje glikozaminoglikanów

Ich funkcja jest niezbędna, ponieważ są podstawowymi składnikami tkanek łącznych, a łańcuchy GAG są połączone przez wiązania kowalencyjne z innymi białkami, takimi jak cytokiny i chemokiny.

Inną cechą jest to, że są one związane z antytrombiną, białkiem związanym z procesem krzepnięcia, dzięki czemu mogą hamować tę funkcję, co czyni je niezbędnymi w przypadkach leczenia zakrzepicy, na przykład.

Jest to również interesujące w dziedzinie badań nad rakiem. Dzięki możliwości hamowania wiązania białek GAG można zatrzymać proces tej choroby lub innych, takich jak procesy zapalne i choroby zakaźne, gdzie GAG ​​działają jako receptory niektórych wirusów, takich jak denga, flawiwirus..

GAG należą również do trzech składników skóry właściwej, warstwy pod naskórkiem skóry, kolagenu i elastyny. Te trzy elementy tworzą układ znany jako macierz zewnątrzkomórkowa, który umożliwia między innymi regenerację tkanek i 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 do pielęgnacji skóry. Ideą tych kremów, balsamów i toników jest zwiększenie nawilżenia skóry poprzez zmniejszenie zmarszczek i zmarszczek.

Oprócz zdolności zatrzymywania wody, GAG mają również wysoką lepkość i niskie zrozumienie, dlatego są idealne do ochrony stawów kości w stawach.

Dlatego są obecne w płynie maziowym, chrząstkach stawowych, zaworach serca (siarczan chondroityny, najobficiej występujący GAG w organizmie), skórze, tętnicach płucnych i wątrobie (heparyna, która ma działanie przeciwzakrzepowe), ścięgnach i płucach (siarczan dermatanu) i rogówka i kości (siarczan keratyny).

Referencje

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