Кератансульфат ( KS ), также называемый кератосульфатом , представляет собой любой из нескольких сульфатированных гликозаминогликанов (структурных углеводов), которые были обнаружены особенно в роговице , хрящах и костях . Он также синтезируется в центральной нервной системе, где участвует как в развитии [1], так и в формировании глиальных рубцов после травмы. [2] Кератансульфаты - это большие, сильно гидратированные молекулы, которые в суставах могут действовать как амортизаторы, поглощающие механические удары .
Состав
Как и другие гликозаминогликаны, кератансульфат представляет собой линейный полимер , состоящий из повторяющейся дисахаридной единицы. Кератансульфат представляет собой протеогликан (PG), в котором цепи KS прикреплены к белкам клеточной поверхности или внеклеточного матрикса , называемым коровыми белками. Коровые белки KS включают люмикан , кератокан , мимекан , фибромодулин , PRELP , остеоадгерин и аггрекан .
Основная повторяющаяся дисахаридная единица в кератансульфате - это -3 Gal β1-4 GlcNAc6S β1-. Он может быть сульфатирован по углеродному положению 6 (C6) одного или обоих моносахаридов Gal или GlcNAc . Однако детальная первичная структура конкретных типов KS лучше всего состоит из трех областей: [3]
- Область связывания, на одном конце которой цепь KS связана с коровым белком.
- Повторяющаяся область, состоящая из повторяющейся дисахаридной единицы -3 Gal β1-4 GlcNAc β1- и
- Область кэпинга 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 фукозилированными, и N-ацетилнейраминовая кислота покрывает 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 выделен из ткани роговицы, а KSII - из ткани скелета . [5] [6] Незначительные различия в составе моносахаридов существуют между KS, извлеченным из обоих источников, и даже KS, извлеченным из того же источника. Однако основные 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. КСИ является N -связанным к конкретному аспарагину аминокислот с помощью N -acetylglucosamine и KSII является О -связанном специфическом серине или треонин аминокислоты с помощью N -acetylgalactosamine . [8] Классификация KS на основе тканей больше не существует, поскольку было показано, что типы KS не являются тканеспецифичными. [4] Третий тип KS (KSIII) также был выделен из ткани мозга, который O- связан с определенными серином или треониновыми аминокислотами через маннозу . [9]
КСИ роговицы
Количество KS в роговице в 10 раз больше, чем в хряще, и в 2-4 раза больше, чем в других тканях. [10] Он вырабатывается кератоцитами роговицы [11] и, как полагают, играет роль динамического буфера гидратации роговицы. При редком прогрессирующем заболевании, называемом макулярной дистрофией роговицы (MCDC), синтез кератансульфата либо отсутствует (MCDC тип I), либо ненормален (MCDC тип II). [12]
Некорнеальный KSI
Остеоадгерин , фибромодулин и PRELP - это основные белки, обнаруженные в костях и хрящах, которые модифицированы 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 по структуре больше похож на невосстанавливающий конец кератансульфата типа KSII, чем на роговичный KSI. Поэтому считается, что структура KS определяется тканеспецифической доступностью гликозилтрансфераз, а не типом связи с коровым белком. [4]
КСИИ
Хрящ KSII почти полностью сульфатирован и состоит из дисульфатированных мономеров, иногда прерываемых одним моносульфатированным мономером лактозамина . [8] Фукозилирование также характерно для альфа-связанной фукозы, присутствующей в положении углерода 3 сульфатированного GlcNAc , за исключением случая трахеи KSII, где эта особенность отсутствует.
Смотрите также
- N-ацетилглюкозамин
- Галактоза
- Lumican
- Синдром Моркио характеризуется накоплением СК.
- Протеогликан 4
Рекомендации
- ↑ 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. DOI : 10.1002 / (SICI) 1096-9861 (19970421) 380: 4 <533 :: AID-CNE9> 3.0.CO; 2-2 . PMID 9087531 .
- ^ Чжан Х., Учимура К., Кадомацу К. (ноябрь 2006 г.). «Образование кератансульфата мозга и глиальных рубцов». Аня. NY Acad. Sci. 1086 (1): 81–90. Bibcode : 2006NYASA1086 ... 81Z . DOI : 10.1196 / annals.1377.014 . PMID 17185507 .
- ^ 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. DOI : 10.1074 / jbc.271.38.23535 . PMID 8798563 .
- ^ а б в Funderburgh JL. (2000). «Кератансульфат: структура, биосинтез и функции» . Гликобиология . 10 (10): 951–958. DOI : 10.1093 / glycob / 10.10.951 . PMID 11030741 .
- ^ Мейер К., Линкер А. и др. (1 декабря 1953 г.). «Мукополисахариды роговицы крупного рогатого скота» . J. Biol. Chem . 205 (2): 611–616. PMID 13129238 .
- ^ Мейер К; Hoffman P .; Линкер А. (1958). «Мукополисахариды реберного хряща». Наука . 128 (3329): 896. Bibcode : 1958Sci ... 128..896M . DOI : 10.1126 / science.128.3329.896 . PMID 13592269 .
- ^ Сено Н., Мейер К. и др. (1 марта 1965 г.). «Вариации кератосульфатов» . J. Biol. Chem . 240 (3): 1005–1019. PMID 14284693 .
- ^ а б Недушинский И.А., Хакерби Т.Н. и др. (1990). «Есть два основных типа скелетных кератановых сульфатов» . Biochem. Дж . 271 (1): 243–245. DOI : 10.1042 / bj2710243 . PMC 1149539 . PMID 2222415 .
- ^ Крузиус Т., Финн Дж. И др. (25 июня 1986 г.). «Идентификация O-гликозидного связанного с маннозой сиалированного тетрасахарида и олигосахаридов кератансульфата в хондроитинсульфат протеогликане головного мозга» . J. Biol. Chem . 261 (18): 8237–8242. PMID 2941416 .
- ^ 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 .
- ^ 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. DOI : 10.1074 / jbc.M303292200 . PMC 2877919 . PMID 12933807 .
- ^ Макулярная дистрофия роговицы, 1 - OMIM
- ^ Лаудер Р.М., Хакерби Т.Н., Недушинский И.А. (1997). «Структура цепей кератансульфата, прикрепленных к фибромодулину из суставного хряща человека». Glycoconj Дж . 14 (5): 651–660. DOI : 10,1023 / A: 1018552913584 . PMID 9298700 .
Внешние ссылки
- Chondroitin_and_keratin_sulfate в программе ортопедии Университета Дьюка
- Кератан + сульфат в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)