Кератансульфат - Keratan sulfate

Не путать с Кератин.
Химическая структура кератансульфата

Кератансульфат (KS), также называемый кератосульфат, является одним из нескольких сульфатированный гликозаминогликаны (структурные углеводы), которые были обнаружены особенно в роговица, хрящ, и кость. Он также синтезируется в Центральная нервная система где он участвует как в разработка[1] и в глиальный шрам образование после травмы.[2] Кератансульфаты - это большие, сильно гидратированные молекулы, которые в суставах могут действовать как подушка для поглощения механический удар.

Структура

Как и другие гликозаминогликаны кератансульфат является линейным полимер который состоит из повторяющегося дисахарид единица. Кератансульфат встречается как протеогликан (PG), в котором цепи KS присоединены к клеточная поверхность или же внеклеточный матрикс белки, называемые ядерными белками. Ключевые белки KS включают люмиканский, кератокан, мимекан, фибромодулин, PRELP, остеоадгерин, и Аггрекан.

Основная повторяющаяся дисахаридная единица в кератансульфате составляет -3Гал β1-4GlcNAc β1-. Он может быть сульфатирован в углеродном положении 6 (C6) одного или обоих Gal или GlcNAc. моносахариды. Однако подробные первичная структура определенных типов KS лучше всего рассматривать как состоящие из трех регионов:[3]

  • Область связывания, на одном конце которой цепь KS связана с коровым белком.
  • Повторяющаяся область, состоящая из -3Гал β1-4GlcNAc β1- повторяющееся дисахаридное звено и
  • Область кэпирования цепи, расположенная на конце цепи KS, противоположном области белковой связи.

Моносахарид манноза находится в области связи кератансульфата типа I (KSI). Дисахариды в повторяющейся области KSII могут быть фукозилированный и N-ацетилнейраминовая кислота закрывает конец всех цепей кератансульфата типа II (KSII) и до 70% цепей типа KSI.[4]

KS классы

Обозначения KSI и KSII были первоначально присвоены на основе типа ткани, из которой был выделен кератансульфат. KSI был изолирован от роговица ткани и КСИИ из скелетный ткань.[5][6] Незначительные различия в составе моносахаридов существуют между KS, извлеченным из обоих источников, и даже KS, извлеченным из того же источника. Однако существенные различия возникают в способе соединения каждого типа KS со своим коровым белком.[7] Обозначения KSI и KSII теперь основаны на этих различиях в сцеплении белков. KSI - это N-связанный к конкретным аспарагин аминокислоты через N-ацетилглюкозамин а KSII - это О-связанный к конкретным серин или же треонин аминокислоты через N-ацетилгалактозамин.[8] Тканевой классификации KS больше не существует, поскольку было показано, что типы KS не тканеспецифичны.[4] Третий тип KS (KSIII) также был выделен из мозг ткань, которая О-связаны со специфическими сериновыми или треониновыми аминокислотами через манноза.[9]

КСИ роговицы

Количество KS в роговице в 10 раз выше, чем в хрящах, и в 2-4 раза выше, чем в других тканях.[10] Производится кератоциты роговицы[11] и считается, что он играет роль динамического буфера гидратации роговицы. При редком прогрессирующем заболевании, называемом макулярная дистрофия роговицы (MCDC) синтез кератансульфата либо отсутствует (MCDC тип I), либо ненормален (MCDC тип II).[12]

Некорнеальный KSI

Остеоадгерин, фибромодулин, и PRELP основные белки, обнаруженные в кость и хрящ, который модифицирован N-связанными цепями KS. Связанные остеоадгерином и фибромодулином цепи KS короче, чем в роговице, обычно 8-9 дисахаридных единиц в длину.[13] В то время как KSI роговицы состоит из ряда доменов с различной степенью сульфатирования, самый длинный из которых может составлять 8-32 дисахаридных единицы. Невосстанавливающий конец фибромодулина KS больше похож по структуре на невосстанавливающий конец кератансульфата типа KSII, чем на роговичный KSI. Поэтому считается, что структура KS определяется тканеспецифической доступностью гликозилтрансферазы а не тип связи с основным белком.[4]

КСИИ

Хрящ KSII почти полностью сульфатирован, состоит из дисульфатных мономеры иногда прерывается одним моносульфатным лактозамин мономер.[8] Фукозилирование также часто встречается с альфа-связью фукоза присутствует в положении углерода 3 сульфатированного GlcNAc, за исключением случая трахея КСИИ, где эта функция отсутствует.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Миллер Б., Шеппард А.М., Перлман А.Л. (апрель 1997 г.). «Онтогенетическая экспрессия кератансульфатоподобной иммунореактивности отличает таламические ядра и корковые домены». J. Comp. Neurol. 380 (4): 533–52. Дои:10.1002 / (SICI) 1096-9861 (19970421) 380: 4 <533 :: AID-CNE9> 3.0.CO; 2-2. PMID  9087531.
  2. ^ Чжан Х., Учимура К., Кадомацу К. (ноябрь 2006 г.). «Образование кератансульфата мозга и глиальных рубцов». Анна. Акад. Sci. 1086 (1): 81–90. Bibcode:2006НЯСА1086 ... 81З. Дои:10.1196 / летопись.1377.014. PMID  17185507.
  3. ^ Тай Г. Х., Хакерби Т. Н., Недушинский И. А. (1996). «Множественные невосстанавливающие концы цепи, выделенные из кератансульфатов роговицы крупного рогатого скота». J. Biol. Chem. 271 (38): 23535–23546. Дои:10.1074 / jbc.271.38.23535. PMID  8798563.
  4. ^ а б c Funderburgh JL. (2000). «Кератансульфат: структура, биосинтез и функции». Гликобиология. 10 (10): 951–958. Дои:10.1093 / гликоб / 10.10.951. PMID  11030741.
  5. ^ Мейер К., Линкер А. и др. (1 декабря 1953 г.). «Мукополисахариды роговицы крупного рогатого скота». J. Biol. Chem. 205 (2): 611–616. PMID  13129238.
  6. ^ Мейер К; Hoffman P .; Линкер А. (1958). «Мукополисахариды реберного хряща». Наука. 128 (3329): 896. Bibcode:1958Научный ... 128..896М. Дои:10.1126 / science.128.3329.896. PMID  13592269.
  7. ^ Сено Н., Мейер К. и др. (1 марта 1965 г.). «Вариации кератосульфатов». J. Biol. Chem. 240 (3): 1005–1019. PMID  14284693.
  8. ^ а б Nieduszynski IA, Huckerby TN, et al. (1990). «Есть два основных типа кератановых сульфатов скелета». Biochem. J. 271 (1): 243–245. Дои:10.1042 / bj2710243. ЧВК  1149539. PMID  2222415.
  9. ^ Крузиус Т., Финн Дж. И др. (25 июня 1986 г.). «Идентификация сиалированного тетрасахарида и олигосахаридов кератансульфата, связанного с О-гликозидной маннозой, в хондроитинсульфат протеогликане головного мозга». J. Biol. Chem. 261 (18): 8237–8242. PMID  2941416.
  10. ^ Funderburgh JL; Caterson B .; Конрад Г.В. (1987). «Распространение протеогликанов, антигенно связанных с протеогликаном кератансульфата роговицы». J. Biol. Chem. 262 (24): 11634–11640. PMID  2957372.
  11. ^ Фундербург Дж. Л., Манн М. М., Фундербург М. Л. (ноябрь 2003 г.). «Фенотип кератоцитов опосредует структуру протеогликана: роль фибробластов в фиброзе роговицы». J. Biol. Chem. 278 (46): 45629–37. Дои:10.1074 / jbc.M303292200. ЧВК  2877919. PMID  12933807.
  12. ^ Макулярная дистрофия роговицы, 1 - OMIM
  13. ^ Лаудер Р.М., Хакерби Т.Н., Недушинский И.А. (1997). «Структура цепей кератансульфата, прикрепленных к фибромодулину из суставного хряща человека». Glycoconj J. 14 (5): 651–660. Дои:10.1023 / А: 1018552913584. PMID  9298700.

внешняя ссылка