Kerataanisulfaatit

Kerataanisulfaatit ( englanniksi  keratan sulfate , KS) ovat polymeerisiä sulfatoituja glykosaminoglykaaneja . Sisältyy luu- ja rustokudokseen, sarveiskalvoon . Kerataanisulfaattien glykaaniketju on poly-N-asetyylilaktosamiini, joka on sulfonoitu hydroksimetyyliryhmästä. Toisessa päässä glykaaniketju on yhdistetty proteiiniin, jota kutsutaan ytimeksi ("perus"; englannin  kielestä ydinproteiini ); se on yleensä osa solun pintaa tai solunulkoisen matriisin komponentti .

Proteiiniin liittyvän yhteyden tyypin mukaan kerataanisulfaatit jaetaan kahteen tyyppiin: tyypin I kerataanisulfaatit, jotka muodostavat N-glykosyylisidoksen proteiinin asparagiinitähteen kanssa (N-glykaanit), ja tyypin II kerataanisulfaatit, jotka muodostavat O-glykosyylisidoksen proteiinin seriini- tai treoniinitähteiden kanssa (O-glykaanit).

Erilaisia ​​ydinproteiineja on kuvattu erilaisissa kudoksissa, joihin kerataanisulfaatti kiinnittyy; [1] samanlaista proteiinin assosiaatiota glykosaminoglykaaniketjun kanssa kutsutaan proteoglykaaniksi .

Kerataanisulfaatti eristettiin ensimmäisen kerran vuonna 1939 sarveiskalvouutteista. [2] 1950 -luvun alussa sen kemiallista rakennetta tutkittiin, ja yksi tutkijoista, Carl Meyer, antoi aineen nimeksi keratosulfaatti . [3]

Rakenne ja luokitus

Kuten muutkin glykosaminoglykaanit , kerataanisulfaatti on lineaarinen polymeeri . Pääasiallinen disakkaridirakenne , joka muodostaa kerataanisulfaatin, on: [-3Galβ1-4GlcNAcβ1-]. Toisin kuin muut glykosaminoglykaanit, kerataanisulfaatti ei sisällä disakkaridiyksikössään uronihappoja , vaan niiden paikan ottaa D-galaktoosi . Toinen jäsen on N-asetyyliglukosamiini .

Aluksi kerataanisulfaatti jaettiin kahteen luokkaan havaitsemispaikan mukaan kehossa: luokka I (KSI) löydettiin sarveiskalvosta, luokka II (KSII) löydettiin rustosta. On havaittu, että sarveiskalvon kerataanisulfaatti eroaa rustosta siinä, miten se sitoutuu ydinproteiiniin. Myöhemmin kuitenkin kävi ilmi, että molempia yhdistetyyppejä löytyy sarveiskalvosta, rustosta ja muista kudoksista, ja nyt kerataanisulfaattia ei luokitella lokalisoinnin, vaan sidoksen rakenteen perusteella: KSI sitoutuu typen kautta asparagiinijäännökseen. proteiinista KSII sitoutuu hapen kautta seriini- tai treoniinitähteeseen. Aivojen proteoglykaaneja analysoitaessa havaittiin kolmas yhdistetyyppi: KSIII sitoutuu Krusius et al.:n mukaan ydinproteiiniin mannoosin kautta (KS-Man-O-Ser). [neljä]

Erään vertailevan tutkimuksen mukaan sarveiskalvo sisältää 10 kertaa enemmän kerataanisulfaattia kuin rusto ja 2-4 kertaa enemmän kuin mikään muu kudos. [5]

Useita SLRP -perheen proteoglykaaneja (pieni leusiinirikas proteoglykaani) yhdistetään nimellä "keratan sulfate proteoglycans" ( englanniksi  keratan sulfate proteoglycans, KSPG ); Näillä proteiineilla, erityisesti keratokaanilla , lumikaanilla , mimekaanilla (osteoglysiini), on tärkeä rooli sarveiskalvon läpinäkyvyyden ylläpitämisessä.

Kliininen merkitys

Useiden tutkimusten mukaan täplikäs sarveiskalvon dystrofiassa kerataanisulfaatin synteesi on muuttunut (taudin tyyppi II) tai heikentynyt kokonaan (taudin tyyppi I), [7] ja potilailla on mutaatioita CHST6 -geenissä, joka koodaa sitä. entsyymi N-asetyyliglykosamiini-6-O-sulfotransferaasi.

Kerataanisulfaatin solunsisäisiä kerrostumia löytyy Morquion oireyhtymästä ( mukopolysakkaridoosi tyyppi VIa).

Eräässä tutkimuksessa kuvattiin keratokaanikerataanisulfaattiproteoglykaanin lisääntynyttä ilmentymistä sarveiskalvon stroomassa keratoconuksessa . [kahdeksan]

Sarveiskalvon kondrosyytit ja keratosyytit , jotka normaalisti erittävät kerataanisulfaattia ja kerataanisulfaattiproteoglykaaneja, pyrkivät muuttumaan fibroblastifenotyypiksi kudosvaurion tai muun patologisen prosessin seurauksena, mikä vähentää tai pysäyttää kerataanisulfaatin tuotannon. Aivojen mikrogliasolut vähentävät myös kerataanisulfaatin synteesiä tulehduksen aikana; [9] Eräässä tutkimuksessa havaittiin kerataanisulfaatin menetys Alzheimerin taudissa . [10] Muissa töissä päinvastoin havaitaan mikroglian aiheuttaman KS:n ilmentymisen lisääntymisen vaurion aikana. [11] Todennäköisesti sekä sarveiskalvossa että rustossa ja aivokudoksissa tällaisia ​​muutoksia tapahtuu tulehdusta edistävien sytokiinien vaikutuksesta . [12]

Kuvataan KS:n roolia gliaarpien muodostumisessa aivovammojen yhteydessä. [13]

Mutaatiot KERA -geenissä , joka koodaa kerataanisulfaattiproteoglykaanikeratokaania, aiheuttavat harvinaisen muutoksen silmän pinnan - cornea plana 2 -muodossa (sarveiskalvon litistyminen).

Kirjallisuus

• Arvostelut:
  • Funderburgh JL Keratan sulfate: rakenne, biosynteesi ja toiminta  (englanniksi)  // Glycobiology  : Journal. - 2000. - lokakuu ( osa 10 , nro 10 ). - s. 951-958 . — PMID 11030741 . ("Kerataanisulfaatti: rakenne, biosynteesi, toiminnot.")

Muistiinpanot

1. ↑ Luettelo kerataanisulfaattiin liittyvistä proteiineista - alkaen PMID 11030741
2. ↑ Suzuki, M. (1939) Prosthetic group of cornea mucoid. J. Biochem., 30, 185-191.
3. ↑ Meyer, K., Linker, A., Davidson, EA ja Weissman, B. (1953) Sarveiskalvon mukopolysakkaridit. J Biol. Chem., 205, 611-616.
4. ↑ Krusius T., Finne J., Margolis RK, Margolis RU O-glykosidisen mannoosikytketyn sialyloidun tetrasakkaridin ja kerataanisulfaattioligosakkaridien tunnistaminen aivojen kondroitiinisulfaattiproteoglykaanissa  (englanniksi)  // J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1986. - Kesäkuu ( nide 261 , nro 18 ). - P. 8237-8242 . — PMID 2941416 .
5. ↑ Funderburgh JL, Caterson B., Conrad GW Sarveiskalvon kerataanisulfaattiproteoglykaaniin antigeenisesti liittyvien proteoglykaanien jakautuminen  //  J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1987. - elokuu ( nide 262 , nro 24 ). - P. 11634-11640 . — PMID 2957372 .
6. ↑ Klintworth GK Sarveiskalvon dystrofiat  //  Orphanet J Rare Dis : päiväkirja. - 2009. - Vol. 4 . — s. 7 . - doi : 10.1186/1750-1172-4-7 . — PMID 19236704 .
7. ↑ MAKULARIDYSTROFIA, SARVAKESKUS, 1; MCDC1  (linkki ei saatavilla) - OMIM - geeniluettelo .
8. ↑ Wentz-Hunter K., Cheng EL, Ueda J., Sugar J., Yue BY Keratocan-ekspressio lisääntyy keratoconus corneasin stromassa   // Mol . Med. : päiväkirja. - 2001. - Heinäkuu ( osa 7 , nro 7 ). - s. 470-477 . — PMID 11683372 .
9. ↑ Jander, S., Schroeter, M., Fischer, J. ja Stoll, G. (2000) Mikroglialisen kerataanisulfaatin immunoreaktiivisuuden erilainen säätely proinflammatoristen sytokiinien ja pesäkkeitä stimuloivien tekijöiden avulla. Glia, 30, 401-410.
10. ↑ Lindahl, B., Eriksson, L., Spillmann, D., Caterson, B. ja Lindahl, U. (1996) Selektiivinen aivokerataanisulfaatin menetys Alzheimerin taudissa. J Biol. Chem., 271, 16991-16994.
11. ↑ Yin J., Sakamoto K., Zhang H., Ito Z., Imagama S., Kishida S., Natori T., Sawada M., Matsuyama Y., Kadomatsu K. Transforming growth factor-beta1 säätelee kerataanisulfaattia ja kondroitiinia sulfaattibiosynteesi mikroglioissa aivovamman jälkeen  // Brain Res  . : päiväkirja. - 2009. - maaliskuu ( osa 1263 ). - s. 10-22 . - doi : 10.1016/j.brainres.2009.01.042 . — PMID 19368826 .
12. ↑ Funderburgh JL Keratan sulfate: rakenne, biosynteesi ja toiminta  (englanniksi)  // Glycobiology  : Journal. - 2000. - lokakuu ( osa 10 , nro 10 ). - s. 951-958 . — PMID 11030741 .
13. ↑ Zhang H., Uchimura K., Kadomatsu K. Aivojen kerataanisulfaatti ja gliaarpien muodostuminen   // Ann . NY Acad. sci. : päiväkirja. - 2006. - marraskuu ( nide 1086 ). - s. 81-90 . - doi : 10.1196/annals.1377.014 . — PMID 17185507 .  (linkki ei saatavilla)

Temaattiset sivustot	FMA
Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)