Sulfați de cheratan

Sulfați de cheratan ( în engleză  keratan sulfate , KS) sunt glicozaminoglicani sulfatați polimerici . Conținut în țesutul osos și cartilaj, cornee . Lanțul de glican al sulfaților de keratan este poli-N-acetillactozamină sulfonată la grupa hidroximetil. La un capăt, lanțul de glicani este conectat la o proteină numită miez („de bază”; din engleză core protein ); este de obicei parte a suprafeței celulare sau o componentă a matricei extracelulare .  

În funcție de tipul de conexiune cu proteina, sulfații de keratan sunt împărțiți în două tipuri: sulfații de keratan de tip I, care formează o legătură N-glicozil cu reziduul aspartic al proteinei (N-glicani) și sulfații de keratan de tip II, care formează o legătură O-glicozil cu resturi de serină sau treonină ale proteinei (O-glicani).

O varietate de proteine ​​de bază au fost descrise în diferite țesuturi de care se atașează sulfatul de keratan; [1] o asociere similară a unei proteine ​​cu un lanț de glicozaminoglican se numește proteoglican .

Sulfatul de Keratan a fost izolat pentru prima dată în 1939 din extracte de cornee. [2] La începutul anilor 1950, structura sa chimică a fost studiată, iar unul dintre cercetători, Carl Meyer, a numit substanța keratosulfat . [3]

Structură și clasificare

Ca și alți glicozaminoglicani , sulfatul de keratan este un polimer liniar . Structura principală de dizaharidă care alcătuiește keratan sulfatul este: [-3Galβ1-4GlcNAcβ1-]. Spre deosebire de alți glicozaminoglicani, sulfatul de keratan nu conține acizi uronici în unitatea sa de dizaharidă , locul lor este luat de D-galactoză . Al doilea membru este N-acetilglucozamina .

Inițial, sulfatul de keratan a fost împărțit în două clase în funcție de locul de detectare în organism: clasa I (KSI) a fost găsită în cornee, clasa II (KSII) a fost găsită în cartilaj. S-a remarcat că sulfatul de cheratan corneean diferă de cartilaj prin modul în care se leagă de proteina de bază. Cu toate acestea, mai târziu s-a dovedit că ambele tipuri de compuși se găsesc în cornee, cartilaj și alte țesuturi, iar acum sulfatul de keratan este clasificat nu după localizare, ci după structura legăturii: KSI este legat prin azot de reziduul aspartic. al proteinei, KSII este legat prin oxigen la reziduul de serină sau treonină. La analiza proteoglicanilor din creier, a fost observat un al treilea tip de compus: KSIII, conform lui Krusius et al., se leagă de proteina de bază prin manoză (KS-Man-O-Ser). [patru]

Corneea , conform unui studiu comparativ, conține de 10 ori mai mult sulfat de keratan decât cartilajul și de 2-4 ori mai mult decât orice alt țesut. [5]

Un număr de proteoglicani din familia SLRP (proteoglicani bogati în leucină mică) sunt uniți sub denumirea de "keratan sulfate proteoglycans" ( în engleză  keratan sulfate proteoglycans, KSPG ); aceste proteine, în special keratocan , lumican , mimecan (osteoglicină), joacă un rol important în menținerea transparenței corneei.

Semnificație clinică

Conform unui număr de studii, în distrofia corneeană spotată , sinteza de keratan sulfat este alterată (tipul II al bolii) sau complet afectată (tipul I al bolii), [7] iar pacienții prezintă mutații în gena CHST6 care codifică enzima N-acetilglicozamin-6-O-sulfotransferaza.

Depozitele intracelulare de keratan sulfat se găsesc în sindromul Morquio ( mucopolizaharidoză tip VIa).

Un studiu a descris o expresie crescută a proteoglicanului de keratocan keratan sulfat în stroma corneei în keratoconus . [opt]

Condrocitele și keratocitele corneei , care secretă în mod normal sulfat de keratan și proteoglicani de sulfat de keratan, tind să se transforme într-un fenotip fibroblast la leziuni tisulare sau alt proces patologic, reducând sau oprind producția de sulfat de keratan. Celulele microgliale ale creierului reduc, de asemenea, sinteza de keratan sulfat în timpul inflamației; [9] un studiu a observat pierderea de keratan sulfat în boala Alzheimer . [10] În alte lucrări, dimpotrivă, se observă o creștere a expresiei KS de către microglia în timpul leziunii. [11] Probabil, atât în ​​cornee, cât și în cartilaj și în țesuturile creierului, astfel de modificări apar sub influența citokinelor proinflamatorii . [12]

Este descris rolul KS în formarea cicatricilor gliale în leziunile cerebrale. [13]

Mutațiile genei KERA , care codifică keratocanul proteoglican al sulfatului de keratan, provoacă o modificare rară a formei suprafeței ochiului - cornea plana 2 (aplatizarea corneei).

Literatură

• Recenzii:
  • Funderburgh JL Keratan sulfate: structură, biosinteză și funcție  (engleză)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - octombrie ( vol. 10 , nr. 10 ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 . („Keratan sulfat: structură, biosinteză, funcții.”)

Note

1. ↑ Lista proteinelor asociate cu sulfatul de keratan - din PMID 11030741
2. ↑ Suzuki, M. (1939) Grupul protetic al corneei mucoide. J. Biochem., 30, 185-191.
3. ↑ Meyer, K., Linker, A., Davidson, EA și Weissman, B. (1953) Mucopolizaharidele corneei. J Biol. Chem., 205, 611-616.
4. ↑ Krusius T., Finne J., Margolis RK, Margolis RU Identificarea unei tetrasaharide sialilate legate de manoză O-glicozidice și oligozaharide de sulfat de keratan în proteoglicanul de condroitin sulfat al creierului  (engleză)  // J. Biol. Chim.  : jurnal. - 1986. - Iunie ( vol. 261 , nr. 18 ). - P. 8237-8242 . — PMID 2941416 .
5. ↑ Funderburgh JL, Caterson B., Conrad GW Distribuția proteoglicanilor înrudiți antigenic cu proteoglicanul sulfat de cheratan corneean  //  J. Biol. Chim.  : jurnal. - 1987. - August ( vol. 262 , nr. 24 ). - P. 11634-11640 . — PMID 2957372 .
6. ↑ Klintworth GK Corneal dystrophies  //  Orphanet J Rare Dis : jurnal. - 2009. - Vol. 4 . — P. 7 . - doi : 10.1186/1750-1172-4-7 . — PMID 19236704 .
7. ↑ DISTROFIA MACULARA, CORNEA, 1; MCDC1  (link indisponibil) - catalog genetic OMIM .
8. ↑ Wentz-Hunter K., Cheng EL, Ueda J., Sugar J., Yue BY Expresia keratocanului este crescută în stroma corneei de keratoconus   // Mol . Med. : jurnal. - 2001. - iulie ( vol. 7 , nr. 7 ). - P. 470-477 . — PMID 11683372 .
9. ↑ Jander, S., Schroeter, M., Fischer, J. și Stoll, G. (2000) Reglarea diferențială a imunoreactivității sulfatului de keratan microglial de către citokine proinflamatorii și factori de stimulare a coloniilor. Glia, 30, 401-410.
10. ↑ Lindahl, B., Eriksson, L., Spillmann, D., Caterson, B. și Lindahl, U. (1996) Pierderea selectivă a sulfatului de keratan cerebral în boala Alzheimer. 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 upregulates keratan sulfate and chondroitin biosinteza sulfatului în microglia după leziune cerebrală  // Brain Res  . : jurnal. - 2009. - Martie ( vol. 1263 ). - P. 10-22 . - doi : 10.1016/j.brainres.2009.01.042 . — PMID 19368826 .
12. ↑ Funderburgh JL Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function  (engleză)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - octombrie ( vol. 10 , nr. 10 ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 .
13. ↑ Zhang H., Uchimura K., Kadomatsu K. Brain keratan sulfate and glial scar formation   // Ann . NY Acad. sci. : jurnal. - 2006. - noiembrie ( vol. 1086 ). - P. 81-90 . - doi : 10.1196/annals.1377.014 . — PMID 17185507 .  (link indisponibil)

Site-uri tematice	FMA
Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)