Các glycosaminoglycans , còn được gọi là mucopolysaccharides, là cấu trúc carbohydrate, với chức năng cấu trúc phân tử sinh học có thể được tìm thấy chủ yếu trong mô liên kết, mô xương, môi trường gian bào và mô biểu mô. Chúng là những chuỗi dài gồm polysaccharid hoặc proteoglycan phức tạp, bao gồm các đơn vị lặp lại của disaccharid.
Glycosaminoglycan có tính phân cực cao và có khả năng hút nước, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các chức năng sinh học mà chúng thực hiện. Chúng cũng được sử dụng như chất bôi trơn hoặc để hấp thụ các tác động. Mỗi loại được tạo thành từ hexosamine và hexose, hoặc axit hyaluronic.
Cấu trúc của glycosaminoglycans
nét đặc trưng
Glycosaminoglycans là thành phần lớn nhất của chất nền ngoại bào của các phân tử trong mô động vật và có vai trò cơ bản trong các sự kiện sinh lý khác nhau. Chúng ta không chỉ có thể tìm thấy những hợp chất này ở động vật có xương sống mà còn ở nhiều động vật không xương sống. Chức năng của nó là bảo tồn trong vương quốc động vật.
Các cấu trúc sunfat khác nhau của heparin, một glycosaminoglycan được tìm thấy trong gan, da và phổi, có thể được tìm thấy trong các loại sinh vật khác nhau, từ nguyên thủy nhất đến con người. Điều này quyết định sự tham gia tích cực và cơ bản của chúng vào các quá trình sinh học.
Trong trường hợp của axit hyaluronic, trong cơ thể con người, chúng ta tìm thấy nó có trong dây rốn, mô liên kết, dịch khớp, sụn, mạch máu và thủy tinh thể (khối sền sệt được tìm thấy giữa thủy tinh thể và võng mạc trong mắt); trong khi trong tự nhiên nó chỉ tồn tại ở động vật thân mềm.
Một điểm khác biệt nữa là chondroitin sulfat trong cơ thể tồn tại trong các mô xương và sụn, trong khi ở các động vật kém tiến hóa khác, nó được tìm thấy ở một mức độ hạn chế, tùy thuộc vào sự phức tạp về cấu trúc của từng cá thể và sự liên quan của nó với các chức năng nhất định.
Sự hiện diện của glycosaminoglycans
Trong tự nhiên, chúng ta tìm thấy glycosaminoglycans (GAGs) với các chức năng cơ bản trong tăng trưởng tế bào, biệt hóa của chúng, di chuyển tế bào, hình thành và nhiễm virus hoặc vi khuẩn.
Ở động vật có xương sống, glycosaminoglycans chính là heparin hoặc heparin sulfat, chondroitin sulfat, dermatan sulfat và axit hyaluronic. Tất cả các GAG này được xác nhận bởi các chuỗi thay thế các đơn vị đường amin và axit hyaluronic, có thể là axit glucuronic hoặc axit iduronic.
Mặt khác, các đơn vị đường amin có thể là N-acetylglucosamine hoặc N-acetylgalactosamine.
Mặc dù các khối xây dựng của GAG thường luôn giống nhau, các polysaccharid, các đường lặp lại của chuỗi heparin và chondroitin-sulfat đòi hỏi một mức độ biến đổi cấu trúc đáng kể.
Điều này là do những thay đổi liên tục bao gồm sự sunfua hóa và sự epemer hóa của các phi hành tinh, tạo thành cơ sở của nhiều loại cấu trúc có hoạt động sinh học liên quan đến GAGs.
Sự hiện diện của các phân tử sinh học này trong tự nhiên, cả ở các sinh vật có xương sống và không xương sống, đã được ghi nhận đầy đủ. Ngược lại, GAG chưa bao giờ được tìm thấy trong thực vật.
Các polysaccharid tổng hợp có cùng cấu trúc trụ của GAGs được quan sát thấy trong một số chuỗi vi khuẩn, nhưng các polysaccharid tương tự này không liên kết với các protein lõi và chỉ được tạo ra trên bề mặt bên trong của màng tế bào chất.
Trong trường hợp GAGs trong tế bào động vật, chúng được thêm vào nhân protein và tạo thành proteoglycan. Vì vậy, các polysaccharid của vi khuẩn là khác nhau.
Có sự đa dạng về cấu trúc trong GAGs thuộc về động vật có xương sống. Từ cá và động vật lưỡng cư đến động vật có vú, cấu trúc của các phân tử sinh học này cực kỳ không đồng nhất.
Quá trình sinh tổng hợp phức hợp cấu trúc của GAGs được điều chỉnh và các dạng sulfat hóa khác nhau được hình thành trong một cơ quan và mô cụ thể, tạm thời trong quá trình sinh trưởng và phát triển.
Trên thực tế, các khiếm khuyết đột biến trong nhiều gen của các enzym sinh tổng hợp GAGs gây ra hậu quả nghiêm trọng ở các sinh vật có xương sống. Đây là lý do tại sao sự biểu hiện của GAGs và các cấu trúc sunfat cụ thể của chúng đóng một vai trò cơ bản trong cuộc sống.
Chức năng của glycosaminoglycans
Chức năng của chúng rất cần thiết vì chúng là thành phần cơ bản của các mô liên kết và các chuỗi GAG được liên kết thông qua liên kết cộng hóa trị với các protein khác như cytokine và chemokine.
Một đặc điểm khác là chúng được liên kết với antithrombin, một loại protein liên quan đến quá trình đông máu, vì vậy chúng có thể ức chế chức năng này, điều này làm cho chúng trở nên cần thiết trong các trường hợp điều trị huyết khối chẳng hạn.
Điều này cũng thú vị trong lĩnh vực nghiên cứu ung thư. Bằng cách có thể ức chế sự liên kết của các protein GAG, quá trình của bệnh này hoặc các bệnh khác như quá trình viêm và các bệnh truyền nhiễm có thể được dừng lại, nơi GAGs hoạt động như các thụ thể đối với một số loại virus, chẳng hạn như sốt xuất huyết, thuộc loại flavivirus.
GAGs cũng thuộc ba thành phần của lớp hạ bì, lớp nằm dưới lớp biểu bì của da, cùng với collagen và elastin. Ba yếu tố này tạo thành hệ thống được gọi là ma trận ngoại bào, cho phép, trong số những thứ khác, tái tạo các mô và loại bỏ độc tố khỏi cơ thể.
GAG là những chất thu hút nước vào các lớp sâu hơn của da. Một trong những glycosaminoglycans được biết đến nhiều nhất là axit hyaluronic, có trong nhiều sản phẩm chăm sóc da và chống lão hóa. Ý tưởng của các loại kem, lotion và toner này là tăng cường dưỡng ẩm cho da, làm giảm nếp nhăn và đường biểu hiện.
Ngoài khả năng giữ nước, GAGs còn có độ nhớt cao và độ nén thấp, lý tưởng để bảo vệ sự liên kết của xương trong khớp.
Đây là lý do tại sao chúng có trong dịch khớp, sụn khớp, van tim (chondroitin sulfat, GAG phong phú nhất trong cơ thể), da, động mạch phổi và trong gan (heparin, có chức năng chống đông máu), gân và phổi. (Dermatan sulfat) và giác mạc và xương (kerattan sulfat).
Người giới thiệu
- Sự tiến hóa của glycosaminoglycans. Nghiên cứu hóa sinh so sánh. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
- Số đặc biệt "Glycosaminoglycans và Mimetics của chúng". Được khôi phục từ mdpi.com.
- Thao tác các đại phân tử bề mặt tế bào bởi flavivirus. Robert Anderson, trong Những tiến bộ trong Nghiên cứu Virus, 2003. Phục hồi từ sciuredirect.com.
- Collagen, Elastin và Glycosaminoglycans. Được phục hồi từ justaboutskin.com.