Keratansulfater

Keratansulfater ( engelsk  keratansulfat , KS) är polymera sulfaterade glykosaminoglykaner . Ingår i ben- och broskvävnad, hornhinna . Glykankedjan av keratansulfater är poly-N-acetyllaktosamin sulfonerad vid hydroximetylgruppen. I ena änden är glykankedjan kopplad till ett protein som kallas core ("basic"; från engelska  core protein ); det är vanligtvis en del av cellytan eller en komponent av den extracellulära matrisen .

Beroende på typen av samband med proteinet delas keratansulfater in i två typer: typ I-keratansulfater, som bildar en N-glykosylbindning med asparaginresten av proteinet (N-glykaner), och typ II-keratansulfater, som bildar en O-glykosylbindning med serin- eller treoninrester av proteinet (O-glykaner).

En mängd olika kärnproteiner har beskrivits i olika vävnader till vilka keratansulfat fäster; [1] en liknande association av ett protein med en kedja av glykosaminoglykan kallas en proteoglykan .

Keratansulfat isolerades först 1939 från hornhinneextrakt. [2] I början av 1950 -talet studerades dess kemiska struktur, och en av forskarna, Carl Meyer, namngav ämnet keratosulfat . [3]

Struktur och klassificering

Liksom andra glykosaminoglykaner är keratansulfat en linjär polymer . Den huvudsakliga disackaridstrukturen som utgör keratansulfat är: [-3Galβ1-4GlcNAcβ1-]. Till skillnad från andra glykosaminoglykaner innehåller keratansulfat inte uronsyror i sin disackaridenhet , deras plats tas av D-galaktos . Den andra medlemmen är N-acetylglukosamin .

Inledningsvis delades keratansulfat in i två klasser efter detektionsplatsen i kroppen: klass I (KSI) hittades i hornhinnan, klass II (KSII) hittades i brosk. Det har noterats att hornhinne-keratansulfat skiljer sig från brosk i det sätt det binder till kärnproteinet. Senare visade det sig dock att båda typerna av föreningar finns i hornhinnan, brosk och andra vävnader, och nu klassificeras keratansulfat inte efter lokalisering, utan efter strukturen av bindningen: KSI är bunden genom kväve till asparaginresten av proteinet är KSII bundet genom syre till serin- eller treoninrester. Vid analys av hjärnproteoglykaner noterades en tredje typ av förening: KSIII, enligt Krusius et al., binder till kärnproteinet via mannos (KS-Man-O-Ser). [fyra]

Hornhinnan , enligt en jämförande studie, innehåller 10 gånger mer keratansulfat än brosk och 2-4 gånger mer än någon annan vävnad. [5]

Ett antal proteoglykaner av SLRP -familjen (small leucin-rich proteoglycan) förenas under namnet "keratan sulfate proteoglycans" ( engelska  keratan sulfate proteoglycans, KSPG ); dessa proteiner, speciellt keratokan , lumican , mimekan (osteoglycin), spelar en viktig roll för att upprätthålla transparensen hos hornhinnan.

Klinisk betydelse

Enligt ett antal studier, vid prickig hornhinnedystrofi , är syntesen av keratansulfat förändrad (typ II av sjukdomen) eller helt försämrad (typ I av sjukdomen), [7] och patienter har mutationer i CHST6 -genen som kodar för enzym N-acetylglykosamin-6-O-sulfotransferas.

Intracellulära avlagringar av keratansulfat finns vid Morquios syndrom ( mukopolysackaridos typ VIa).

En studie beskrev ökat uttryck av keratokanen keratansulfatproteoglykan i hornhinnans stroma i keratokonus . [åtta]

Kondrocyter och keratocyter i hornhinnan , som normalt utsöndrar keratansulfat och keratansulfatproteoglykaner, tenderar att omvandlas till en fibroblastfenotyp vid vävnadsskada eller annan patologisk process, vilket minskar eller stoppar produktionen av keratansulfat. Hjärnmikrogliaceller minskar också syntesen av keratansulfat under inflammation; [9] en studie noterade förlust av keratansulfat vid Alzheimers sjukdom . [10] I andra verk noteras tvärtom en ökning av uttrycket av KS av mikroglia under skada. [11] Förmodligen, både i hornhinnan och i brosk och i hjärnvävnad, sker sådana förändringar under påverkan av pro-inflammatoriska cytokiner . [12]

KS roll i bildandet av gliaärr vid hjärnskador beskrivs. [13]

Mutationer i KERA -genen , som kodar för keratansulfat-proteoglykankeratokanen, orsakar en sällsynt förändring av formen på ögonytan - cornea plana 2 (tillplattad hornhinna).

Litteratur

• Recensioner:
  • Funderburgh JL Keratansulfat: struktur, biosyntes och funktion  (engelska)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - Oktober ( vol. 10 , nr 10 ). - s. 951-958 . — PMID 11030741 . ("Keratansulfat: struktur, biosyntes, funktioner.")

Anteckningar

1. ↑ Lista över proteiner associerade med keratansulfat - från PMID 11030741
2. ↑ Suzuki, M. (1939) Protesgrupp av hornhinnans mucoid. J. Biochem., 30, 185-191.
3. ↑ Meyer, K., Linker, A., Davidson, EA och Weissman, B. (1953) Hornhinnans mukopolysackarider. J Biol. Chem., 205, 611-616.
4. ↑ Krusius T., Finne J., Margolis RK, Margolis RU Identifiering av en O-glykosidisk mannos-kopplad sialylerad tetrasackarid och keratansulfatoligosackarider i kondroitinsulfatproteoglykanen i hjärnan  (engelska)  // J. Biol. Chem.  : journal. - 1986. - Juni ( vol. 261 , nr 18 ). - P. 8237-8242 . — PMID 2941416 .
5. ↑ Funderburgh JL, Caterson B., Conrad GW Distribution av proteoglykaner som är antigeniskt besläktade med hornhinnekeratansulfatproteoglykan  //  J. Biol. Chem.  : journal. - 1987. - August ( vol. 262 , nr 24 ). - P. 11634-11640 . — PMID 2957372 .
6. ↑ Klintworth GK Corneal dystrophies  //  Orphanet J Rare Dis : journal. - 2009. - Vol. 4 . — S. 7 . - doi : 10.1186/1750-1172-4-7 . — PMID 19236704 .
7. ↑ MAKULÄR DYSTROFI, HORNNA, 1; MCDC1  (ej tillgänglig länk) - OMIM genetisk katalog .
8. ↑ Wentz-Hunter K., Cheng EL, Ueda J., Sugar J., Yue BY Keratokanuttrycket ökar i stroma av keratokonushornhinnor   // Mol . Med. : journal. - 2001. - Juli ( vol. 7 , nr 7 ). - s. 470-477 . — PMID 11683372 .
9. ↑ Jander, S., Schroeter, M., Fischer, J. och Stoll, G. (2000) Differentiell reglering av mikroglial keratansulfat immunreaktivitet av proinflammatoriska cytokiner och kolonistimulerande faktorer. Glia, 30, 401-410.
10. ↑ Lindahl, B., Eriksson, L., Spillmann, D., Caterson, B. och Lindahl, U. (1996) Selektiv förlust av cerebralt keratansulfat vid Alzheimers sjukdom. 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 uppreglerar keratansulfat och kondroitin sulfatbiosyntes i mikroglias efter hjärnskada  // Brain Res  . : journal. - 2009. - Mars ( vol. 1263 ). - S. 10-22 . - doi : 10.1016/j.brainres.2009.01.042 . — PMID 19368826 .
12. ↑ Funderburgh JL Keratansulfat: struktur, biosyntes och funktion  (engelska)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - Oktober ( vol. 10 , nr 10 ). - s. 951-958 . — PMID 11030741 .
13. ↑ Zhang H., Uchimura K., Kadomatsu K. Hjärnkeratansulfat och gliaärrbildning   // Ann . NY Acad. sci. : journal. - 2006. - November ( vol. 1086 ). - S. 81-90 . - doi : 10.1196/annals.1377.014 . — PMID 17185507 .  (inte tillgänglig länk)

Tematiska platser	FMA
Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)