De nye halvsyntetiske glykosaminoglykaner , også kjent som mukopolysakkarider, er karbohydratstrukturer, med en strukturell funksjon biomolekyler som kan bli funnet primært i bindevev, benvev, intercellulære miljø og epitelvev. De er lange kjeder med komplekse polysakkarider eller proteoglykaner, sammensatt av gjentatte enheter av disakkarider.
Glykosaminoglykaner er svært polare og har evnen til å tiltrekke seg vann, noe som gjør dem ideelle for de biologiske funksjonene de utfører. De brukes også som smøremidler eller for å absorbere støt. Hver består av heksosamin og en heksose, eller hyaluronsyre.
Struktur av glykosaminoglykaner
kjennetegn
Glykosaminoglykaner er den største komponenten i den ekstracellulære matrisen av molekyler i dyrevev og har en grunnleggende rolle i forskjellige fysiologiske hendelser. Vi kan ikke bare finne disse forbindelsene i virveldyr, men også i mange virvelløse dyr. Dens funksjon er bevaring i dyreriket.
Ulike sulfaterte strukturer av heparin, en glykosaminoglykan som finnes i leveren, huden og lungen, kan finnes i forskjellige typer organismer, fra de mest primitive til mennesker. Dette bestemmer deres aktive og grunnleggende deltakelse i biologiske prosesser.
Når det gjelder hyaluronsyre, finner vi den i menneskekroppen i navlestrengen, bindevevet, synovialvæske, brusk, blodkar og glasslegemet (den gelatinøse massen som finnes mellom linsen og netthinnen i øyet); mens det i naturen bare eksisterer i bløtdyr.
En annen forskjell er at chondroitinsulfat i kroppen eksisterer i beinvev og brusk, mens det i andre mindre utviklede dyr finnes i begrenset grad, avhengig av den individuelle strukturelle kompleksiteten og tilknytningen til visse funksjoner.
Tilstedeværelse av glykosaminoglykaner
I naturen finner vi glykosaminoglykaner (GAGs) med grunnleggende funksjoner innen cellevekst, differensiering, cellevandring, morfogenese og virus- eller bakterieinfeksjoner.
Hos virveldyr er hovedglykosaminoglykanene heparin eller heparinsulfat, kondroitinsulfat, dermatansulfat og hyaluronsyre. Alle disse GAG-ene er bekreftet av kjeder som veksler enheter av et aminosukker og en hyaluronsyre, som kan være glukuronsyre eller iduronsyre.
På den annen side kan aminosukkerenhetene være N-acetylglucosamin eller N-acetylgalactosamine.
Selv om byggesteinene til GAG-er vanligvis alltid er de samme, krever polysakkarider, de repeterende linjene i heparin- og chondroitinsulfatkjedene en betydelig grad av strukturell variasjon.
Dette skyldes de konstante modifikasjonene som inkluderer sulfering og epemerisering av uronater, som utgjør basene i det store mangfoldet av strukturer med biologiske aktiviteter relatert til GAG.
Tilstedeværelsen av disse biomolekylene i naturen, både i virveldyr og virvelløse organismer, er godt dokumentert. Derimot har GAG aldri blitt funnet i planter.
Syntetiserte polysakkarider med samme søylestruktur av GAG blir observert i noen bakteriekjeder, men disse lignende polysakkarider er ikke bundet til kjerneproteiner og produseres bare på den indre overflaten av den cytoplasmatiske membranen.
Når det gjelder GAG i dyreceller, tilsettes de proteinkjerner og danner proteoglykaner. Dermed er bakterielle polysakkarider forskjellige.
Det er et bredt strukturelt utvalg i GAG som tilhører virveldyr. Fra fisk og amfibier til pattedyr er strukturen til disse biomolekylene ekstremt heterogen.
Biosyntesen av strukturelle komplekset av GAGs er regulert og de forskjellige sulfateringsmønstrene dannes i et spesifikt organ og vev, midlertidig under vekst og utvikling.
Faktisk har mutasjonsdefekter i mange gener av de biosyntetiske enzymene til GAGs alvorlige konsekvenser i virveldyrorganismer. Dette er grunnen til at uttrykket av GAGs og deres spesifikke sulfaterte strukturer spiller en grunnleggende rolle i livet.
Funksjoner av glykosaminoglykaner
Deres funksjon er avgjørende siden de er grunnleggende komponenter i bindevevet, og kjedene til GAG-er er koblet gjennom kovalente bindinger til andre proteiner som cytokiner og kjemokiner.
Et annet kjennetegn er at de er knyttet til antitrombin, et protein relatert til koagulasjonsprosessen, slik at de kan hemme denne funksjonen, noe som gjør dem viktige i for eksempel behandling av trombose.
Dette er også interessant innen kreftforskning. Ved å kunne hemme bindingen av GAG-proteiner, kan prosessen med denne sykdommen eller andre som inflammatoriske prosesser og infeksjonssykdommer stoppes, der GAGs fungerer som reseptorer for noen virus, som dengue, av flavivirus-typen.
GAG hører også til de tre komponentene i dermis, laget som ligger under hudens hud, sammen med kollagen og elastin. Disse tre elementene danner systemet kjent som den ekstracellulære matrisen, som blant annet tillater regenerering av vev og eliminering av giftstoffer fra kroppen.
GAG-er er stoffene som tiltrekker vann til de dypere lagene i huden. En av de mest kjente glykosaminoglykanene er hyaluronsyre, som finnes i mange anti-aldringsprodukter og hudpleieprodukter. Tanken med disse kremene, lotionene og tonerne er å øke hydratiseringen i huden og redusere rynker og uttrykkslinjer.
I tillegg til å kunne holde på vann, har GAG-er også høy viskositet og lav kompresjon, noe som gjør dem ideelle for å beskytte forening av bein i leddene.
Av denne grunn er de til stede i synovialvæske, leddbrusk, hjerteventiler (chondroitinsulfat, den mest forekommende GAG i kroppen), hud, lungearterier og i leveren (heparin, som har en antikoagulant funksjon), sener og lunger (dermatansulfat) og hornhinne og bein (kerattan sulfat).
referanser
- Evolusjon av glykosaminoglykaner. Sammenlignende biokjemisk studie. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
- Spesialutgave "Glykosaminoglykaner og deres etterligning". Gjenopprettet fra mdpi.com.
- Manipulering av celleoverflatemakromolekyler ved flavivira. Robert Anderson, i Advances in Virus Research, 2003. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
- Kollagen, Elastin og Glykosaminoglykaner. Gjenopprettet fra justaboutskin.com.