Čo sú glykozaminoglykány?



glykosaminoglykánová, tiež známe ako mukopolysacharidy, sú glucidické štruktúry s funkciou štrukturálnych biomolekúl, ktoré sa nachádzajú najmä v spojivovom tkanive, kostnom tkanive, medzibunkovom médiu a epiteliálnom tkanive..

Sú to dlhé reťazce komplexných polysacharidov alebo proteoglykánov, ktoré sa skladajú z opakovaných jednotiek disacharidov.

Glykozaminoglykány sú vysoko polárne a majú schopnosť priťahovať vodu, takže sú vhodné pre biologické funkcie, ktoré vykonávajú. Používajú sa aj ako mazivá alebo absorbujú nárazy. Každá z nich je tvorená hexozamínom a hexózou alebo kyselinou hyalurónovou.

úvod

Glykozaminoglykány sú hlavnou zložkou extracelulárnej matrice molekúl v živočíšnych tkanivách a hrajú zásadnú úlohu v rôznych fyziologických udalostiach. Tieto zlúčeniny môžeme nájsť nielen u stavovcov, ale aj u mnohých bezstavovcov. Jeho funkciou je ochrana v živočíšnej ríši.

Niekoľko sulfatovaných štruktúr heparínu, glykozaminoglykánu nachádzajúcich sa v pečeni, koži a pľúcach, možno nájsť v rôznych typoch organizmov, od najprimitívnejších až po ľudí. To určuje ich aktívnu a zásadnú účasť na biologických procesoch.

V prípade kyseliny hyalurónovej sa v ľudskom organizme nachádza v pupočnej šnúre, spojivovom tkanive, synoviálnej tekutine, chrupavke, krvných cievach a sklovci (želatínová hmota, ktorá leží medzi šošovkou a sietnicou v oku); keďže v prírode existuje iba v mäkkýšoch.

Ďalším rozdielom je, že chondroitínsulfát v tele existuje v tkanivách kostí a chrupaviek, zatiaľ čo u iných menej vyvinutých zvierat je v obmedzenej forme, v závislosti od štrukturálnej zložitosti jedinca a jeho asociácie s určitými funkciami..

Prítomnosť glykozaminoglykánov

V prírode nájdeme glykozaminoglykány (GAG) so základnými funkciami v bunkovom raste, diferenciácii, migrácii buniek, morfogenéze a vírusových alebo bakteriálnych infekciách..

U stavovcov sú hlavnými glykozaminoglykánmi heparín alebo heparín sulfát, chondroitín sulfát, dermatan sulfát a kyselina hyalurónová. Všetky tieto GAG sú potvrdené reťazcami, ktoré striedajú jednotky amino-cukru a kyseliny hyalurónovej, ktorými môžu byť kyselina glukurónová alebo kyselina idurónová..

Na druhej strane aminosacharidové jednotky môžu byť N-acetylglukozamín alebo N-acetylgalaktozamín.

Hoci piliere GAG ​​sú zvyčajne vždy rovnaké, polysacharidy, repetitívne línie heparínových a chondroitín sulfátových reťazcov vyžadujú značný stupeň štrukturálnych zmien..

Je to spôsobené neustálymi modifikáciami, ktoré zahŕňajú sulfatáciu a epemerizáciu uronátov, čo predstavuje základ širokej škály štruktúr s biologickými aktivitami súvisiacimi s GAG..

Prítomnosť týchto biomolekúl v prírode, či už v organizmoch stavovcov alebo bezstavovcov, bola dobre zdokumentovaná. Na rozdiel od toho, GAG neboli nikdy nájdené v rastlinách.

V niektorých bakteriálnych reťazcoch sú pozorované polysacharidy syntetizované s rovnakou štruktúrou pilierov GAG, ale tieto podobné polysacharidy nie sú viazané na proteíny jadra a sú produkované len na vnútornom povrchu cytoplazmatickej membrány..

V prípade GAG ​​v živočíšnych bunkách sa pridávajú do proteínových jadier a vytvárajú proteoglykány. Týmto spôsobom sú bakteriálne polysacharidy odlišné.

Existuje široká štrukturálna rozmanitosť v GAG, ktoré patria k stavovcom. Štruktúra týchto biomolekulov je od rýb a obojživelníkov až po cicavce extrémne heterogénna.

Biosyntéza štruktúrneho komplexu GAGs je regulovaná a rôzne typy sulfatácie sa vytvárajú v orgáne av špecifickom tkanive, dočasne počas rastu a vývoja..

V skutočnosti majú chyby mutácie v mnohých génoch biosyntetických enzýmov GAG závažné následky v organizmoch stavovcov. Preto má expresia GAGs a ich špecifických sulfátovaných štruktúr v živote zásadnú úlohu.

Funkcie glykozaminoglykánov

Ich funkcia je nevyhnutná, pretože sú základnými zložkami spojivového tkaniva a reťazce GAG ​​sú viazané kovalentnými väzbami na iné proteíny, ako sú cytokíny a chemokíny..

Ďalším znakom je, že sú spojené s antitrombínom, proteínom súvisiacim s procesom koagulácie, takže môžu túto funkciu inhibovať, čo ich robí nevyhnutnými v prípadoch liečby trombózy, napr..

To je zaujímavé aj v oblasti výskumu rakoviny. Tým, že je schopný inhibovať väzbu GAG proteínov, môže byť proces tohto ochorenia alebo iných zastavený, ako sú zápalové procesy a infekčné ochorenia, kde GAG ​​pôsobia ako receptory pre niektoré vírusy, ako je dengue, flavivirus..

GAG tiež patria do troch zložiek dermis, vrstvy pod pokožkou pokožky, spolu s kolagénom a elastínom. Tieto tri prvky tvoria systém známy ako extracelulárna matrica, ktorá okrem iného umožňuje regeneráciu tkanív a elimináciu toxínov z tela..

GAG sú látky, ktoré priťahujú vodu do hlbších vrstiev pokožky. Jedným z najznámejších glykozaminoglykánov je kyselina hyalurónová, prítomná vo viacerých produktoch proti starnutiu a na starostlivosť o pleť. Myšlienkou týchto krémov, pleťových vôd a toník je zvýšiť hydratáciu pokožky znížením vrások a jemných línií.

Okrem schopnosti zadržať vodu majú GAG tiež vysokú viskozitu a nízke porozumenie, takže sú ideálne na ochranu kĺbov kĺbov v kĺboch..

Preto sú prítomné v synoviálnej tekutine, kĺbových chrupavkách, srdcových chlopniach (chondroitín-sulfát, najhojnejší GAG v tele), koži, pľúcnych artériách av pečeni (heparín, ktorý má antikoagulačnú funkciu), šľachách a pľúcach (dermatan sulfát) a rohovky a kosti (keratín sulfát).

referencie

  1. Evolúcia glykozaminoglykánov. Porovnávacia biochemická štúdia. Zdroj: ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Osobitné vydanie "Glykozaminoglykány a ich mimetiká". Obnovené z mdpi.com.
  3. Manipulácia makromolekúl bunkového povrchu flavivírusmi. Robert Anderson, v Advances in Virus Research, 2003. Zdroj: sciencedirect.com.
  4. Kolagén, elastín a glykozaminoglykány. Zdroj: justaboutskin.com.