Keratan sulfát - Keratan sulfate

Keratan sulfát (KS), také zvaný keratosulfát, je některý z několika sulfatovaný glykosaminoglykany (strukturní sacharidy), které byly nalezeny zejména v rohovka, chrupavka, a kost. Je také syntetizován v centrální nervový systém kde se účastní obou rozvoj[1] a v gliální jizva formace po úrazu.[2] Keratan sulfáty jsou velké, vysoce hydratované molekuly, které v kloubech mohou působit jako polštář k absorpci mechanický šok.
Struktura
Jako ostatní glykosaminoglykany keratansulfát je lineární polymer který se skládá z opakování disacharid jednotka. Keratan sulfát se vyskytuje jako a proteoglykan (PG), ke kterému jsou připojeny řetězce KS buněčný povrch nebo extracelulární matrix proteiny, nazývané jádrové proteiny. Mezi základní proteiny KS patří lumican, keratocan, mimakan, fibromodulin, PRELP, osteoadherin, a Aggrecan.
Základní opakující se disacharidová jednotka v keratansulfátu je -3Gal β1-4GlcNAc β1-. To může být sulfatováno na uhlíkové poloze 6 (C6) buď Gal nebo GlcNAc nebo obou Gal nebo GlcNAc monosacharidy. Nicméně podrobné primární struktura konkrétních typů KS lze nejlépe považovat za složené ze tří regionů:[3]
- Vazebná oblast, na jejímž konci je řetězec KS spojen s jádrovým proteinem.
- Oblast opakování složená z -3Gal β1-4GlcNAc β1- opakující se disacharidová jednotka a
- Oblast omezující řetězec, vyskytující se na opačném konci řetězce KS než oblast vazby proteinu.
Monosacharid manóza se nachází v oblasti vazby keratansulfátu typu I (KSI). Disacharidy v opakující se oblasti KSII mohou být fukosylovaný a Kyselina N-acetylneuraminová zakrývá konec všech řetězců keratansulfátu typu II (KSII) a až 70% řetězců typu KSI.[4]
Třídy KS
Označení KSI a KSII byla původně přiřazena na základě typu tkáně, ze které byl izolován keratan sulfát. KSI byl izolován od rohovka tkáň a KSII z kosterní tkáň.[5][6] Mezi KS extrahovanými z obou zdrojů a dokonce i KS extrahovanými ze stejného zdroje existují malé rozdíly ve složení monosacharidů. Hlavní rozdíly se však vyskytují ve způsobu, jakým je každý typ KS spojen s jeho základním proteinem.[7] Označení KSI a KSII jsou nyní založena na těchto rozdílech proteinových vazeb. KSI je N- propojené na konkrétní asparagin aminokyseliny přes N-acetylglukosamin a KSII je Ó- propojené na konkrétní serin nebo threonin aminokyseliny prostřednictvím N-acetylgalaktosamin.[8] Tkáňová klasifikace KS již neexistuje, protože se ukázalo, že typy KS nejsou tkáňově specifické.[4] Byl také izolován třetí typ KS (KSIII) mozek tkáň, která je Ó- navázané na specifické serinové nebo threoninové aminokyseliny prostřednictvím manóza.[9]
Rohovka KSI
Množství KS nalezené v rohovce je 10krát vyšší než v chrupavce a 2-4krát vyšší než v jiných tkáních.[10] Vyrábí se rohovkové keratocyty[11] a předpokládá se, že hraje roli dynamického pufru hydratace rohovky. U vzácné progresivní poruchy zvané makulární rohovková dystrofie (MCDC) syntéza keratansulfátu buď chybí (MCDC typ I), nebo je abnormální (MCDC typ II).[12]
Nekorneální KSI
Osteoadherin, fibromodulin, a PRELP jsou klíčové proteiny nalezené v kost a chrupavky, které jsou modifikovány N-vázanými KS řetězci. Řetězy KS spojené s osteoadherinem a fibromodulinem jsou kratší než ty, které se nacházejí v rohovce, obvykle 8–9 disacharidových jednotek.[13] Zatímco KSI rohovky se skládá z řady domén vykazujících různé stupně sulfatace, nejdelší z nich může být 8–32 disacharidových jednotek. Neredukující terminál fibromodulinu KS je strukturou spíše podobný neredukčnímu terminálu keratansulfátu typu KSII než rohovkovým KSI. Struktura KS je proto považována za určenou tkáňově specifickou dostupností glykosyltransferázy spíše než vazebný typ na základní protein.[4]
KSII
Chrupavka KSII je téměř úplně sulfátovaný, sestává z disulfátu monomery občas přerušen jediným monosulfátem laktosamin monomer.[8] Fukosylace je také běžný u alfa-vázaných fukóza přítomný v poloze 3 uhlíku sulfatovaný GlcNAc, s výjimkou případu tracheální KSII, kde tato funkce chybí.
Viz také
- N-acetylglukosamin
- Galaktóza
- Lumican
- Morquioův syndrom je poznamenáno akumulací KS
- Proteoglykan 4
Reference
- ^ Miller B, Sheppard AM, Pearlman AL (duben 1997). „Vývojová exprese imunoreaktivity podobné keratansulfátu rozlišuje thalamová jádra a kortikální domény“. J. Comp. Neurol. 380 (4): 533–52. doi:10.1002 / (SICI) 1096-9861 (19970421) 380: 4 <533 :: AID-CNE9> 3.0.CO; 2-2. PMID 9087531.
- ^ Zhang H, Uchimura K, Kadomatsu K (listopad 2006). "Mozkový keratansulfát a tvorba gliových jizev". Ann. N. Y. Acad. Sci. 1086 (1): 81–90. Bibcode:2006NYASA1086 ... 81Z. doi:10.1196 / annals.1377.014. PMID 17185507.
- ^ Tai GH, Huckerby TN, Nieduszynski IA (1996). „Několik neredukujících konců řetězce izolovaných z bovinních rohovkových keratan sulfátů“. J. Biol. Chem. 271 (38): 23535–23546. doi:10.1074 / jbc.271.38.23535. PMID 8798563.
- ^ A b C Funderburgh JL. (2000). "Keratan sulfát: struktura, biosyntéza a funkce". Glykobiologie. 10 (10): 951–958. doi:10.1093 / glycob / 10.10.951. PMID 11030741.
- ^ Meyer K, Linker A a kol. (1. prosince 1953). „Mukopolysacharidy skotu rohovky“. J. Biol. Chem. 205 (2): 611–616. PMID 13129238.
- ^ Meyer K; Hoffman P .; Linker A. (1958). "Mucopolysacharidy ze pobřežní chrupavky". Věda. 128 (3329): 896. Bibcode:1958Sci ... 128..896M. doi:10.1126 / science.128.3329.896. PMID 13592269.
- ^ Seno N, Meyer K a kol. (1. března 1965). "Variace v keratosulfátech". J. Biol. Chem. 240 (3): 1005–1019. PMID 14284693.
- ^ A b Nieduszynski IA, Huckerby TN a kol. (1990). „Existují dva hlavní typy skeletálních keratan sulfátů.“. Biochem. J. 271 (1): 243–245. doi:10.1042 / bj2710243. PMC 1149539. PMID 2222415.
- ^ Krusius T, Finne J a kol. (25. června 1986). „Identifikace O-glykosidové manosy vázaného sialylovaného tetrasacharidu a keratansulfátových oligosacharidů v chondroitinsulfátovém proteoglykanu v mozku“. J. Biol. Chem. 261 (18): 8237–8242. PMID 2941416.
- ^ Funderburgh JL; Caterson B .; Conrad GW. (1987). "Distribuce proteoglykanů antigenně souvisejících s rohovkovým keratansulfátovým proteoglykanem". J. Biol. Chem. 262 (24): 11634–11640. PMID 2957372.
- ^ Funderburgh JL, Mann MM, Funderburgh ML (listopad 2003). „Fenotyp keratocytů zprostředkovává strukturu proteoglykanů: role fibroblastů při fibróze rohovky“. J. Biol. Chem. 278 (46): 45629–37. doi:10,1074 / jbc.M303292200. PMC 2877919. PMID 12933807.
- ^ Makulární dystrofie, rohovka, 1 - OMIM
- ^ Lauder RM, Huckerby TN, Nieduszynski IA (1997). "Struktura řetězců keratansulfátu připojených k fibromodulinu z lidské kloubní chrupavky". Glycoconj J.. 14 (5): 651–660. doi:10.1023 / A: 1018552913584. PMID 9298700.
externí odkazy
- Chondroitin_a_keratin_sulfát na Duke University Health System ortopedický program
- Keratan + síran v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)