De glicozaminoglicanilor , de asemenea , cunoscut sub numele de mucopolizaharide, sunt structuri de carbohidrați, cu o funcție structurală biomolecule care pot fi găsite în primul rând în țesutul conjunctiv, țesutul osos, mediul intercelular și țesutul epitelial. Sunt lanțuri lungi de polizaharide complexe sau proteoglicane, compuse din unități repetate de dizaharide.
Glicozaminoglicanii sunt extrem de polari și au capacitatea de a atrage apa, ceea ce îi face ideali pentru funcțiile biologice pe care le îndeplinesc. De asemenea, sunt utilizate ca lubrifianți sau pentru a absorbi impacturile. Fiecare este alcătuit din hexosamină și hexoză sau acid hialuronic.
Structura glicozaminoglicanilor
caracteristici
Glicozaminoglicanii sunt cea mai mare componentă a matricei extracelulare a moleculelor din țesuturile animale și joacă un rol fundamental în diferite evenimente fiziologice. Nu putem găsi numai acești compuși la vertebrate, ci și la multe nevertebrate. Funcția sa este conservarea în regnul animal.
Diverse structuri sulfatate de heparină, un glicozaminoglican găsit în ficat, piele și plămâni, pot fi găsite în diferite tipuri de organisme, de la cele mai primitive la ființe umane. Aceasta determină participarea lor activă și fundamentală la procesele biologice.
În cazul acidului hialuronic, în corpul uman îl găsim prezent în cordonul ombilical, țesutul conjunctiv, lichidul sinovial, cartilajul, vasele de sânge și umorul vitros (masa gelatinoasă care se găsește între lentilă și retină în ochi); în timp ce în natură există doar la moluște.
O altă diferență este că sulfat de condroitină din organism există în țesuturile osoase și cartilaj, în timp ce la alte animale mai puțin evoluate se găsește într-o măsură limitată, în funcție de complexitatea structurală a individului și de asocierea acestuia cu anumite funcții.
Prezența glicozaminoglicanilor
În natură, găsim glicozaminoglicani (GAG) cu funcții fundamentale în creșterea celulară, diferențierea, migrația celulară, morfogeneză și infecții virale sau bacteriene.
La vertebrate, glicozaminoglicanii principali sunt heparina sau sulfatul de heparină, sulfat de condroitină, sulfat de dermatan și acidul hialuronic. Toate aceste GAG sunt confirmate de lanțuri care alternează unități ale unui aminoacid și ale unui acid hialuronic, care pot fi acid glucuronic sau acid iduronic.
Pe de altă parte, unitățile de aminoacire pot fi N-acetilglucozamina sau N-acetilgalactosamina.
Deși blocurile de construcție ale GAG sunt de obicei întotdeauna aceleași, polizaharide, liniile repetitive ale lanțurilor de hepatină și condroitină sulfat necesită un grad considerabil de variație structurală.
Acest lucru se datorează modificărilor constante care includ sulfatarea și epemerizarea uronatelor, constituind bazele unei mari varietăți de structuri cu activități biologice legate de GAG.
Prezența acestor biomolecule în natură, atât la nivelul organismelor vertebrate, cât și la cele nevertebrate, a fost bine documentată. În schimb, GAG nu a fost niciodată găsit la plante.
Polizaharidele sintetizate cu aceeași structură pilonă a GAG-urilor sunt observate în unele lanțuri de bacterii, dar aceste polizaharide similare nu sunt legate de proteinele de bază și sunt produse doar pe suprafața interioară a membranei citoplasmatice.
În cazul GAG din celulele animale, acestea sunt adăugate la nucleele proteice și formează proteoglicani. Astfel, polizaharidele bacteriene sunt diferite.
Există o varietate structurală largă în GAG-uri care aparțin vertebratelor. De la pești și amfibieni la mamifere, structura acestor biomolecule este extrem de eterogenă.
Biosinteza complexului structural al GAG-urilor este reglementată și diferitele modele de sulfare se formează într-un organ și țesut specific, temporar în timpul creșterii și dezvoltării.
De fapt, defectele mutaționale la multe gene ale enzimelor biosintetice ale GAG au consecințe severe asupra organismelor vertebrate. Acesta este motivul pentru care expresia GAG-urilor și a structurilor lor specifice sulfatate joacă un rol fundamental în viață.
Funcțiile glicozaminoglicanilor
Funcția lor este esențială, deoarece sunt componente fundamentale ale țesuturilor conjunctive, iar lanțurile GAG sunt legate prin legături covalente la alte proteine, cum ar fi citokinele și chemokinele.
O altă caracteristică este că sunt legate de antitrombină, o proteină legată de procesul de coagulare, astfel încât pot inhiba această funcție, ceea ce le face esențiale în cazurile de tratament pentru tromboză, de exemplu.
Acest lucru este interesant și în domeniul cercetării cancerului. Prin posibilitatea de a inhiba legarea proteinelor GAG, procesul acestei boli sau alții, cum ar fi procesele inflamatorii și bolile infecțioase, pot fi oprite, unde GAG acționează ca receptori pentru unii virusuri, cum ar fi dengue, de tip flavivirus.
GAG-urile aparțin și celor trei componente ale dermului, stratul situat sub epidermul pielii, alături de colagen și elastină. Aceste trei elemente formează sistemul cunoscut sub numele de matrice extracelulară, care permite, printre altele, regenerarea țesuturilor și eliminarea toxinelor din organism.
GAG-urile sunt substanțele care atrag apa către straturile mai adânci ale pielii. Unul dintre cele mai cunoscute glicozaminoglicane este acidul hialuronic, prezent în multe produse anti-îmbătrânire și îngrijire a pielii. Ideea acestor creme, loțiuni și tonifiante este de a crește hidratarea pielii reducând ridurile și liniile de expresie.
Pe lângă faptul că pot reține apa, GAG-urile au și o vâscozitate ridicată și o compresie scăzută, ceea ce le face ideale pentru protejarea unirii oaselor în articulații.
Din acest motiv, acestea sunt prezente în lichidul sinovial, cartilajul articular, valvele cardiace (sulfat de condroitină, cel mai abundent GAG din organism), piele, artere pulmonare și în ficat (heparină, care are o funcție anticoagulantă), tendoane și plămâni. (dermatan sulfat) și cornee și oase (kerattan sulfat)
Referințe
- Evoluția glicozaminoglicanilor. Studiu biochimic comparativ. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
- Ediție specială „Glicozaminoglicani și mimica lor”. Recuperat de pe mdpi.com.
- Manipularea macromoleculelor de suprafață celulară de către flavivirusuri. Robert Anderson, în Advances in Virus Research, 2003. Recuperat de la sciencedirect.com.
- Colagen, Elastină și Glicozaminoglicani. Recuperat de pe justaboutskin.com.