De glykosaminoglykaner , även känd som mukopolysackarider, är kolhydratstrukturer, med en strukturell funktion biomolekyler som kan vara hittats huvudsakligen i bindväv, benvävnad, intercellulär miljö och epitelvävnad. De är långa kedjor av komplexa polysackarider eller proteoglykaner, som består av upprepande enheter av disackarider.
Glykosaminoglykaner är mycket polära och har förmågan att locka vatten, vilket gör dem idealiska för de biologiska funktionerna de utför. De används också som smörjmedel eller för att absorbera stötar. Var och en består av hexosamin och en hexos eller hyaluronsyra.
Struktur av glykosaminoglykaner
egenskaper
Glykosaminoglykaner är den största komponenten i den extracellulära matrisen av molekyler i djurvävnader och har en grundläggande roll i olika fysiologiska händelser. Vi kan inte bara hitta dessa föreningar i ryggradsdjur, utan också i många ryggradslösa djur. Dess funktion är bevarande i djurriket.
Flera sulfaterade strukturer av heparin, en glykosaminoglykan som finns i levern, huden och lungan, finns i olika typer av organismer, från de mest primitiva för människor. Detta avgör deras aktiva och grundläggande deltagande i biologiska processer.
När det gäller hyaluronsyra, finner vi den i människokroppen i navelsträngen, bindväv, synovialvätska, brosk, blodkärl och glasögon humor (den gelatinösa massan som finns mellan linsen och näthinnan i ögat); medan det i naturen bara finns i blötdjur.
En annan skillnad är att kondroitinsulfat i kroppen finns i benvävnader och brosk, medan det i andra mindre utvecklade djur hittas i en begränsad utsträckning, beroende på individens strukturella komplexitet och dess associering med vissa funktioner.
Närvaro av glykosaminoglykaner
I naturen hittar vi glykosaminoglykaner (GAG) med grundläggande funktioner i celltillväxt, deras differentiering, cellmigration, morfogenes och virus- eller bakterieinfektioner.
I ryggradsdjur är de viktigaste glykosaminoglykanerna heparin eller heparinsulfat, kondroitinsulfat, dermatansulfat och hyaluronsyra. Alla dessa GAG: er bekräftas av kedjor som växlar enheter av ett aminosocker och en hyaluronsyra, som kan vara glukuronsyra eller iduronsyra.
Å andra sidan kan aminosockerenheterna vara N-acetylglukosamin eller N-acetylgalaktosamin.
Även om byggstenarna för GAGs vanligtvis alltid är desamma, kräver polysackarider, de repetitiva linjerna i heparin- och chondroitinsulfatkedjorna en betydande grad av strukturell variation.
Detta beror på de ständiga modifieringarna som inkluderar sulfatering och epemerisering av uronater, som utgör baserna i den stora variationen av strukturer med biologiska aktiviteter relaterade till GAG.
Närvaron av dessa biomolekyler i naturen, både i ryggradsdjur och ryggradslösa organismer, har dokumenterats väl. Däremot har GAG aldrig hittats i växter.
Syntetiserade polysackarider med samma pelarstruktur för GAG observeras i vissa bakteriekedjor, men dessa liknande polysackarider är inte bundna till kärnproteiner och produceras endast på den inre ytan av det cytoplasmiska membranet.
När det gäller GAG i djurceller tillsätts de till proteinkärnor och bildar proteoglykaner. Således är bakteriella polysackarider olika.
Det finns en stor strukturell variation i GAG som tillhör ryggradsdjur. Från fisk och amfibier till däggdjur är strukturen hos dessa biomolekyler extremt heterogen.
Biosyntesen av strukturella komplexet av GAGs regleras och de olika sulfateringsmönstren bildas i ett specifikt organ och vävnad, tillfälligt under tillväxt och utveckling.
I själva verket har mutationsdefekter i många gener av de biosyntetiska enzymerna av GAG: er allvarliga konsekvenser i ryggradsorganismer. Det är därför uttrycket av GAG: er och deras specifika sulfaterade strukturer spelar en grundläggande roll i livet.
Funktioner av glykosaminoglykaner
Deras funktion är väsentlig eftersom de är grundläggande komponenter i bindvävnader och kedjorna i GAG: er är kopplade genom kovalenta bindningar till andra proteiner, såsom cytokiner och kemokiner.
Ett annat kännetecken är att de är kopplade till antitrombin, ett protein relaterat till koagulationsprocessen, så att de kan hämma denna funktion, vilket gör dem viktiga i till exempel behandling av trombos.
Detta är också intressant inom cancerforskningen. Genom att kunna hämma bindningen av GAG-proteiner kan processen med denna sjukdom eller andra såsom inflammatoriska processer och infektionssjukdomar stoppas, där GAG: er fungerar som receptorer för vissa virus, såsom dengue, av flavivirus-typen.
GAG hör också till de tre komponenterna i dermis, det lager som ligger under hudens överhud, tillsammans med kollagen och elastin. Dessa tre element bildar det system som kallas den extracellulära matrisen, som möjliggör bland annat regenerering av vävnader och eliminering av toxiner från kroppen.
GAG är de ämnen som lockar vatten till de djupare skikten i huden. En av de mest kända glykosaminoglykanerna är hyaluronsyra, som finns i många anti-aging och hudvårdsprodukter. Tanken med dessa krämer, lotioner och tonare är att öka hydratiseringen i huden och minska rynkor och uttryckslinjer.
Förutom att kunna hålla kvar vatten har GAGs också hög viskositet och låg komprimering, vilket gör dem idealiska för att skydda föreningen av ben i lederna.
Det är därför de finns i synovialvätska, ledbrosk, hjärtventiler (kondroitinsulfat, den vanligaste GAG i kroppen), hud, lungartärer och i levern (heparin, som har en antikoagulant funktion), senor och lungor (dermatansulfat) och hornhinna och ben (keratansulfat).
referenser
- Utveckling av glykosaminoglykaner. Jämförande biokemisk studie. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
- Specialutgåva "Glykosaminoglykaner och deras efterlevnad". Återställs från mdpi.com.
- Manipulering av cellytmakromolekyler med flavivirus. Robert Anderson, i Advances in Virus Research, 2003. Återställdes från sciencedirect.com.
- Kollagen, Elastin och Glykosaminoglykaner. Återställs från justaboutskin.com.