У глікозаміноглікани , також відомий як мукополісахариди, є вуглеводні структури, зі структурною функції біомолекул , які можуть бути знайдені в основному в сполучної тканини, кісткової тканини, міжклітинної середовища і епітеліальної тканини. Вони являють собою довгі ланцюги складних полісахаридів або протеогліканів, складені з повторюваних одиниць дизахаридів.
Глікозаміноглікани є високополярними і мають властивість притягувати воду, що робить їх ідеальними для біологічних функцій, які вони виконують. Вони також використовуються як мастильні матеріали або для поглинання ударів. Кожен складається з гексозаміну та гексози або гіалуронової кислоти.
Структура глікозаміногліканів
характеристики
Глікозаміноглікани є найбільшим компонентом позаклітинного матриксу молекул у тканинах тварин і відіграють фундаментальну роль у різних фізіологічних подіях. Ми не можемо знайти цих сполук у хребетних, а й у багатьох безхребетних. Його функція - збереження в царстві тварин.
Різні сульфатовані структури гепарину, глікозаміноглікану, що знаходиться в печінці, шкірі та легенях, можна знайти в різних типах організмів - від найпримітивніших до людини. Це визначає їх активну та фундаментальну участь у біологічних процесах.
Що стосується гіалуронової кислоти, то в організмі людини ми знаходимо її в пуповині, сполучній тканині, синовіальній рідині, хрящах, кровоносних судинах і скловидному волосі (желеподібна маса, яка знаходиться між кришталиком та сітківкою в оці); тоді як у природі він існує лише у молюсків.
Інша відмінність полягає в тому, що хондроїтиновий сульфат в організмі існує в кісткових тканинах та хрящах, тоді як у інших менш розвинених тварин він виявляється обмеженою мірою, залежно від структурної складності особистості та її зв’язку з певними функціями.
Наявність глікозаміногліканів
У природі ми знаходимо глікозаміноглікани (ГАГ) з основними функціями у зростанні клітин, їх диференціації, міграції клітин, морфогенезі та вірусних чи бактеріальних інфекціях.
У хребетних основними глікозаміногліканами є гепарин або гепарин сульфат, хондроїтину сульфат, дерматан сульфат та гіалуронова кислота. Усі ці ГАГ підтверджені ланцюгами, що чергують одиниці аміно-цукру та гіалуронової кислоти, яка може бути глюкуроновою або ідуроновою кислотою.
З іншого боку, аміно-цукровими одиницями можуть бути N-ацетилглюкозамін або N-ацетилгалактозамін.
Хоча будівельні блоки ГАГ зазвичай завжди однакові, полісахариди, повторювані лінії гепаринових та хондроїтин-сульфатних ланцюгів потребують значної міри структурних змін.
Це пов’язано з постійними модифікаціями, які включають сульфатування та емеризацію уронатів, що становлять основи широкого різноманіття структур з біологічною активністю, пов'язаною з ГАГ.
Наявність цих біомолекул у природі як у хребетних, так і у безхребетних організмах добре зафіксовано. На противагу цьому, GAG ніколи не були виявлені в рослинах.
Синтезовані полісахариди з однаковою структурою стовпців GAG спостерігаються в деяких ланцюгах бактерій, але подібні полісахариди не пов'язані з основними білками і виробляються лише на внутрішній поверхні цитоплазматичної мембрани.
Що стосується ГАГ в тваринних клітинах, вони додаються до білків ядер і утворюють протеоглікани. Таким чином, бактеріальні полісахариди різні.
У ГАГ існує велика структурна різноманітність, яка належить до хребетних. Від риб та земноводних до ссавців структура цих біомолекул надзвичайно неоднорідна.
Біосинтез структурного комплексу ГАГ регулюється, і різні структури сульфатації формуються в конкретному органі та тканині, тимчасово під час росту та розвитку.
Насправді мутаційні дефекти багатьох генів біосинтетичних ферментів GAG мають серйозні наслідки для організмів хребетних. Ось чому вираження ГАГ та їх специфічних сульфатованих структур відіграє фундаментальну роль у житті.
Функції глікозаміногліканів
Їх функція є важливою, оскільки вони є основними компонентами сполучної тканини, а ланцюги ГАГ пов'язані через ковалентні зв'язки з іншими білками, такими як цитокіни та хемокіни.
Інша характеристика полягає в тому, що вони пов'язані з антитромбіном, білком, пов'язаним з процесом згортання, тому вони можуть пригнічувати цю функцію, що робить їх важливими у випадках лікування тромбозу, наприклад.
Це цікаво також у галузі досліджень раку. Завдяки можливості інгібувати зв'язування білків GAG, процес цієї хвороби або інших, таких як запальні процеси та інфекційні захворювання, можна зупинити, де GAG діють як рецептори деяких вірусів, таких як денга, типу флавівірусу.
ГАГ також належать до трьох компонентів дерми, шару, розташованого під епідермісом шкіри, разом з колагеном і еластином. Ці три елементи утворюють систему, відому як позаклітинний матрикс, що дозволяє, серед іншого, регенерувати тканини та виводити токсини з організму.
ГАГ - це речовини, які притягують воду до глибших шарів шкіри. Один з найвідоміших глікозаміногліканів - гіалуронова кислота, присутня у багатьох засобах проти старіння та догляду за шкірою. Ідея цих кремів, лосьйонів та тоністів полягає в збільшенні гідратації шкіри, зменшуючи зморшки та виразки.
Крім того, що можуть утримувати воду, ГАГ мають також високу в'язкість і низьку компресію, що робить їх ідеальними для захисту з’єднання кісток у суглобах.
З цієї причини вони присутні в синовіальній рідині, суглобових хрящах, серцевих клапанах (хондроїтину сульфат, найпоширеніший ГАГ в організмі), шкірі, легеневих артеріях і в печінці (гепарин, який виконує антикоагулянтну функцію), сухожиллях і легенях (дерматан сульфат) і рогівки та кісток (кератан сульфат).
Список літератури
- Еволюція глікозаміногліканів. Порівняльне біохімічне дослідження. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
- Спеціальний випуск «Глікозаміноглікани та їх міметики». Відновлено з сайту mdpi.com.
- Маніпуляція макромолекулами клітинної поверхні флавівірусами. Роберт Андерсон, «Досягнення в галузі вірусних досліджень», 2003. Отриманий з sciencedirect.com.
- Колаген, еластин та глікозаміноглікани. Відновлено з justaboutskin.com.