Keratán-szulfátok

A keratán-szulfátok ( angolul  keratan sulfate , KS) polimer szulfatált glikozaminoglikánok . Csont- és porcszövetben, szaruhártyában található . A keratán-szulfátok glikánlánca a hidroxi-metil-csoportnál szulfonált poli-N-acetil-laktózamin. Az egyik végén a glikánlánc egy core nevű fehérjéhez kapcsolódik ("alap"; az angol  core protein szóból ); általában a sejtfelszín része vagy az extracelluláris mátrix komponense .

A fehérjével való kapcsolat típusa szerint a keratán-szulfátok két típusra oszthatók: az I-es típusú keratán-szulfátok, amelyek N-glikozil kötést képeznek a fehérje aszparaginsav - maradékával (N-glikánok), és a II-es típusú keratán-szulfátok, amelyek O-glikozil kötést képeznek a fehérje szerin- vagy treoninmaradékaival (O-glikánok).

Különféle magfehérjéket írtak le különböző szövetekben, amelyekhez keratán-szulfát kötődik; [1] egy fehérje és egy glikozaminoglikán lánc hasonló asszociációját proteoglikánnak nevezik .

A keratán-szulfátot először 1939 -ben izolálták szaruhártya-kivonatokból. [2] Az 1950-es évek elején tanulmányozták kémiai szerkezetét, és az egyik kutató, Carl Meyer az anyagot keratoszulfátnak nevezte el . [3]

Szerkezet és osztályozás

Más glükózaminoglikánokhoz hasonlóan a keratán-szulfát is egy lineáris polimer . A keratán-szulfátot alkotó fő diszacharid szerkezet a következő: [-3Galβ1-4GlcNAcβ1-]. Más glükózaminoglikánokkal ellentétben a keratán-szulfát diszacharid egységében nem tartalmaz uronsavat , helyettük a D-galaktóz . A második tag az N-acetil-glükózamin .

Kezdetben a keratán-szulfátot két osztályba osztották a kimutatás helye szerint a szervezetben: az I. osztályt (KSI) a szaruhártyában, a II. osztályt (KSII) a porcban találták. Megállapították, hogy a szaruhártya keratán-szulfátja abban különbözik a porctól, ahogyan a magfehérjéhez kötődik. Később azonban kiderült, hogy mindkét típusú vegyület megtalálható a szaruhártyában, a porcban és más szövetekben, és mára a keratán-szulfátot nem a lokalizáció, hanem a kötés szerkezete alapján osztályozzák: a KSI nitrogénen keresztül kötődik az aszparaginsavhoz. a fehérjéből a KSII oxigénen keresztül kötődik a szerin- vagy treoninmaradékhoz. Az agyi proteoglikánok elemzésekor egy harmadik típusú vegyületet figyeltek meg: a KSIII Krusius és munkatársai szerint mannózon (KS-Man-O-Ser) keresztül kötődik a magfehérjéhez . [négy]

Egy összehasonlító tanulmány szerint a szaruhártya 10-szer több keratán-szulfátot tartalmaz, mint a porc, és 2-4-szer több, mint bármely más szövet. [5]

Az SLRP (kis leucinban gazdag proteoglikán) család számos proteoglikánja „keratan sulfate proteoglycans” ( angolul  keratan sulfate proteoglycans, KSPG ) néven egyesül; ezek a fehérjék, különösen a keratokán , lumikán , mimekán (osteoglicin), fontos szerepet játszanak a szaruhártya átlátszóságának megőrzésében.

Klinikai jelentősége

Számos tanulmány szerint foltos szaruhártya-dystrophia esetén a keratán-szulfát szintézise megváltozott (II. típusú betegség) vagy teljesen károsodott (I. típusú betegség), [7] és a betegek mutációi vannak a CHST6 génben, amely a betegséget kódolja. N-acetil-glikozamin-6-O-szulfotranszferáz enzim.

A keratán-szulfát intracelluláris lerakódásai Morquio-szindrómában ( VIa típusú mukopoliszacharidózis ) találhatók.

Egy tanulmány a keratokán keratán-szulfát proteoglikán fokozott expresszióját írta le a szaruhártya strómájában keratoconusban . [nyolc]

A szaruhártya kondrocitái és keratocitái , amelyek általában keratán-szulfátot és keratán-szulfát proteoglikánokat választanak ki, hajlamosak fibroblaszt fenotípussá alakulni szövetsérülés vagy más kóros folyamat hatására, csökkentve vagy leállítva a keratán-szulfát termelését. Az agy mikroglia sejtek szintén csökkentik a keratán-szulfát szintézisét a gyulladás során; [9] Az egyik tanulmány a keratán-szulfát elvesztését figyelte meg Alzheimer-kórban . [10] Ezzel szemben más munkákban a mikroglia KS expressziójának növekedését figyelték meg a károsodás során. [11] Valószínűleg mind a szaruhártya, mind a porc, mind az agyszövetekben ilyen változások következnek be a gyulladást elősegítő citokinek hatására . [12]

Leírják a KS szerepét az agysérülések gliahegei kialakulásában. [13]

A keratán-szulfát proteoglikán keratokánt kódoló KERA gén mutációi ritka változást okoznak a szem felszínén - cornea plana 2 (a szaruhártya ellaposodása).

Irodalom

• Vélemények:
  • Funderburgh JL Keratan-szulfát: szerkezet, bioszintézis és funkció  (angol)  // Glycobiology  : Journal. - 2000. - október ( 10. évf., 10. sz . ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 . ("Keratán-szulfát: szerkezet, bioszintézis, funkciók.")

Jegyzetek

1. ↑ A keratán-szulfáthoz kapcsolódó fehérjék listája – a PMID 11030741 -ből
2. ↑ Suzuki, M. (1939) A cornea mucoid protetikai csoportja. J. Biochem., 30, 185-191.
3. ↑ Meyer, K., Linker, A., Davidson, EA és Weissman, B. (1953) A szaruhártya mukopoliszacharidjai. J Biol. Chem., 205, 611-616.
4. ↑ Krusius T., Finne J., Margolis RK, Margolis RU O-glycosic mannose-linked sialylated tetrasaccharide and keratan sulfate oligosaccharides in the chondroitin sulfate proteoglycan of brain  (angol)  // J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 1986. - június ( 261. évf . , 18. sz.). - P. 8237-8242 . — PMID 2941416 .
5. ↑ Funderburgh JL, Caterson B., Conrad GW . A szaruhártya keratán-szulfát proteoglikánnal antigénikusan rokon proteoglikánok eloszlása  ​​//  J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 1987. - augusztus ( 262. évf. , 24. sz.). - P. 11634-11640 . — PMID 2957372 .
6. ↑ Klintworth GK Cornea dystrophies  //  Orphanet J Rare Dis : folyóirat. - 2009. - 1. évf. 4 . — 7. o . - doi : 10.1186/1750-1172-4-7 . — PMID 19236704 .
7. ↑ MACULAR DYSTROPHIA, SARVETTEM, 1; MCDC1  (nem elérhető link) - OMIM genetikai katalógus .
8. ↑ Wentz-Hunter K., Cheng EL, Ueda J., Sugar J., Yue BY A keratocan expresszió megnövekedett a keratoconus corneas stromájában   // Mol . Med. : folyóirat. - 2001. - július ( 7. köt. , 7. sz. ). - P. 470-477 . — PMID 11683372 .
9. ↑ Jander, S., Schroeter, M., Fischer, J. és Stoll, G. (2000) A mikroglia keratán-szulfát immunreaktivitásának differenciális szabályozása proinflammatorikus citokinek és telep-stimuláló faktorok által. Glia, 30, 401-410.
10. ↑ Lindahl, B., Eriksson, L., Spillmann, D., Caterson, B. és Lindahl, U. (1996) Az agyi keratán-szulfát szelektív elvesztése Alzheimer-kórban. 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 szulfát bioszintézis mikrogliákban agysérülés után  // Brain Res  . : folyóirat. - 2009. - március ( 1263. évf. ). - P. 10-22 . - doi : 10.1016/j.brainres.2009.01.042 . — PMID 19368826 .
12. ↑ Funderburgh JL Keratan-sulfate: szerkezet, bioszintézis és funkció  (angol)  // Glycobiology  : Journal. - 2000. - október ( 10. évf., 10. sz . ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 .
13. ↑ Zhang H., Uchimura K., Kadomatsu K. Brain keratan sulfate and glial heg képződés   // Ann . NY Acad. sci. : folyóirat. - 2006. - november ( 1086. évf. ). - 81-90 . o . - doi : 10.1196/annals.1377.014 . — PMID 17185507 .  (nem elérhető link)

Tematikus oldalak	FMA
Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)