Co jsou glykosaminoglykany?

glykosaminoglykany, také známé jako mukopolysacharidy, jsou glucidické struktury s funkcí strukturních biomolekul, které lze nalézt hlavně v pojivové tkáni, kostní tkáni, mezibuněčném médiu a epiteliální tkáni..

Jsou to dlouhé řetězce komplexních polysacharidů nebo proteoglykanů, které se skládají z opakovaných jednotek disacharidů.

Glykosaminoglykany jsou vysoce polární a mají schopnost přilákat vodu, takže jsou vhodné pro biologické funkce, které provádějí. Používají se také jako maziva nebo k absorpci nárazů. Každý se skládá z hexosaminu a hexózy nebo kyseliny hyaluronové.

Úvod

Glykosaminoglykany jsou hlavní složkou extracelulární matrice molekul ve zvířecích tkáních a hrají zásadní roli v různých fyziologických událostech. Tyto sloučeniny můžeme nalézt nejen u obratlovců, ale také u mnoha bezobratlých. Jeho funkcí je zachování v živočišné říši.

Několik sulfatovaných struktur heparinu, glykosaminoglykanu v játrech, kůži a plicích, lze nalézt v různých typech organismů, od nejprimitivnějších až po člověka. To určuje jejich aktivní a zásadní účast na biologických procesech.

V případě kyseliny hyaluronové je v lidském organismu přítomen v pupeční šňůře, pojivové tkáni, synoviální tekutině, chrupavce, krevních cévách a sklivci (želatinová hmota, která leží mezi čočkou a sítnicí v oku); vzhledem k tomu, že v přírodě existuje pouze v měkkýšech.

Další rozdíl je v tom, že chondroitin-sulfát v těle existuje v tkáních kostí a chrupavek, zatímco v jiných méně vyvinutých zvířatech je v omezené formě, v závislosti na strukturní složitosti jedince a jeho spojení s určitými funkcemi..

Přítomnost glykosaminoglykanů

V přírodě najdeme glykosaminoglykany (GAG) se základními funkcemi v buněčném růstu, diferenciaci, buněčné migraci, morfogenezi a virových nebo bakteriálních infekcích.

U obratlovců jsou hlavními glykosaminoglykany heparin nebo heparin sulfát, chondroitin sulfát, dermatan sulfát a kyselina hyaluronová. Všechny tyto GAG jsou potvrzeny řetězci, které střídají jednotky amino cukru a kyseliny hyaluronové, které mohou být kyselina glukuronová nebo kyselina iduronová..

Na druhé straně mohou být amino-cukernými jednotkami N-acetylglukosamin nebo N-acetylgalaktosamin.

Ačkoli pilíře GAG ​​jsou obvykle vždy stejné, polysacharidy, opakované linie heparinových a chondroitin sulfátových řetězců vyžadují značný stupeň strukturálních variací.

Je to dáno neustálými modifikacemi, které zahrnují sulfataci a epemerizaci uronátů, které jsou základem široké škály struktur s biologickými aktivitami souvisejícími s GAG..

Přítomnost těchto biomolekul v přírodě, a to jak u obratlovců, tak i bezobratlých organismů, byla dobře zdokumentována. Naproti tomu GAG nebyly nikdy nalezeny v rostlinách.

V některých bakteriálních řetězcích jsou pozorovány polysacharidy syntetizované se stejnou strukturou pilířů GAG, ale tyto podobné polysacharidy nejsou vázány na jádrové proteiny a jsou produkovány pouze na vnitřním povrchu cytoplazmatické membrány..

V případě GAG v živočišných buňkách se přidávají do proteinových jader a tvoří proteoglykany. Tímto způsobem jsou bakteriální polysacharidy odlišné.

Tam je široká strukturální rozmanitost v GAGs, které patří k obratlovcům. Struktura těchto biomolekul je extrémně heterogenní, od ryb a obojživelníků po savce.

Biosyntéza strukturního komplexu GAGs je regulována a různé sulfatační vzory jsou vytvořeny v orgánu a ve specifické tkáni, dočasně během růstu a vývoje..

Ve skutečnosti mají defekty mutace v mnoha genech biosyntetických enzymů GAG závažné účinky na organismy obratlovců. Proto má exprese GAG ​​a jejich specifických sulfátovaných struktur v životě zásadní roli.

Funkce glykosaminoglykanů

Jejich funkce je nezbytná, protože jsou základními složkami pojivových tkání a řetězce GAG ​​jsou vázány kovalentními vazbami na jiné proteiny, jako jsou cytokiny a chemokiny..

Dalším rysem je, že jsou spojeny s antitrombinem, což je protein související s procesem koagulace, takže mohou tuto funkci inhibovat, což je činí nezbytnými v případech léčby trombózy, například.

To je také zajímavé v oblasti výzkumu rakoviny. Tím, že je schopen inhibovat vazbu GAG proteinů, může být proces tohoto onemocnění nebo jiných zastaven, jako jsou zánětlivé procesy a infekční onemocnění, kde GAG ​​působí jako receptory pro některé viry, jako je dengue, flavivirus..

GAG také patří do tří složek dermis, vrstvy pod pokožkou pokožky, spolu s kolagenem a elastinem. Tyto tři elementy tvoří systém známý jako extracelulární matrix, který mimo jiné umožňuje regeneraci tkání a eliminaci toxinů z těla..

GAG jsou látky, které přitahují vodu do hlubších vrstev kůže. Jedním z nejznámějších glykosaminoglykanů je kyselina hyaluronová, která se vyskytuje ve více produktech proti stárnutí a pro péči o pleť. Myšlenkou těchto krémů, pleťových vod a tonik je zvýšit hydrataci pokožky snížením vrásek a jemných linek.

Kromě schopnosti zadržet vodu mají GAG také vysokou viskozitu a nízké porozumění, takže jsou ideální pro ochranu kloubů kloubů v kloubech..

Proto jsou přítomny v synoviální tekutině, kloubních chrupavkách, srdečních chlopních (chondroitin-sulfát, nejhojnější GAG v těle), kůži, plicních tepnách a v játrech (heparin, který má antikoagulační funkci), šlachách a plicích (dermatan sulfát) a rohovka a kosti (keratin sulfát).

Odkazy

1. Evoluce glykosaminoglykanů. Srovnávací biochemická studie. Zdroj: ncbi.nlm.nih.gov.
2. Speciální číslo "Glykosaminoglykany a jejich mimetika". Obnoveno z mdpi.com.
3. Manipulace makromolekul buněčného povrchu s flaviviry. Robert Anderson, v Advances in Virus Research, 2003. Zdroj: sciencedirect.com.
4. Kolagen, elastin a glykosaminoglykany. Zdroj: justaboutskin.com.