Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Полисахариды, обнаруженные в тканях животных
Polysaccharides found in animal tissue
Гликозаминогликаны (GAG) или мукополисахариды – это длинные линейные полисахариды, состоящие из повторяющихся дисахаридных звеньев (то есть двух единиц сахара). Повторяющееся двухсахарное звено состоит из уроновой кислоты и аминосахара, за исключением сульфатированного гликозаминогликана кератана, где вместо уроновой кислоты содержится единица галактозы. ГАГ встречаются у позвоночных, беспозвоночных и бактерий. Поскольку ГАГ являются высокополярными молекулами и притягивают воду, организм использует их в качестве смазочных веществ или амортизаторов. Мукополисахаридозы – это группа метаболических заболеваний, характеризующихся аномальным накоплением гликозаминогликанов из-за дефицита ферментов.
Glycosaminoglycans (GAGs) or mucopolysaccharides are long, linear polysaccharides consisting of repeating disaccharide units (i. e. two sugar units). The repeating two sugar unit consists of a uronic sugar and an amino sugar, except in the case of the sulfated glycosaminoglycan keratan, where, in place of the uronic sugar there is a galactose unit. GAGs are found in vertebrates, invertebrates and bacteria. Because GAGs are highly polar molecules and attract water; the body uses them as lubricants or shock absorbers. Mucopolysaccharidoses are a group of metabolic disorders in which abnormal accumulations of glycosaminoglycans occur due to enzyme deficiencies.
HSGAG и CSGAG
HSGAG и CSGAG-модифицированные протеогликаны изначально характеризуются консенсусным мотивом Ser Gly/Ala X Gly в основном белке. Синтез GAG-модифицированного белка начинается с построения тетрасахаридного линкера, состоящего из GlcAβ1–3Galβ1–3Galβ1–4Xylβ1 O (Ser), где ксилозилтрансфераза, β4-галактозилтрансфераза (GalTI), β3-галактозилтрансфераза (GalT II) и β3-GlcA трансфераза (GlcAT I) последовательно присоединяют четыре моносахарида. Первое изменение тетрасахаридного линкера определяет, будут ли добавлены HSGAG или CSGAG. Присоединение GlcNAc стимулирует добавление HSGAG, а присоединение GalNAc к тетрасахаридному линкеру способствует развитию CSGAG.
HSGAG and CSGAG modified proteoglycans first begin with a consensus Ser Gly/Ala X Gly motif in the core protein. Construction of a tetrasaccharide linker that consists of GlcAβ1–3Galβ1–3Galβ1–4Xylβ1 O (Ser) , where xylosyltransferase, β4 galactosyl transferase (GalTI),β3 galactosyl transferase (GalT II), and β3 GlcA transferase (GlcAT I) transfer the four monosaccharides, begins synthesis of the GAG modified protein. The first modification of the tetrasaccharide linker determines whether the HSGAGs or CSGAGs will be added. Addition of a GlcNAc promotes the addition of HSGAGs while addition of GalNAc to the tetrasaccharide linker promotes CSGAG development.
Типы кератон-сульфата
В отличие от HSGAG и CSGAG, биосинтез третьего класса GAG, включающего кератансульфаты, определяется специфическими мотивами аминокислотных последовательностей белков. Например, в роговице и хряще кератансульфатный домен агрекана состоит из серии тандемно повторяющихся гексапептидов с консенсусной последовательностью E(E/L)PFPS. Кроме того, для трех других кератансульфатированных протеогликанов – люмикана, кератокана и мимекана (OGN) – было установлено, что консенсусная последовательность NX(T/S) в сочетании со вторичной структурой белка участвует в N-гликозилировании с последующим удлинением кератансульфатом.
Unlike HSGAGs and CSGAGs, the third class of GAGs, those belonging to keratan sulfate types, are driven towards biosynthesis through particular protein sequence motifs. For example, in the cornea and cartilage, the keratan sulfate domain of aggrecan consists of a series of tandemly repeated hexapeptides with a consensus sequence of E(E/L)PFPS. Additionally, for three other keratan sulfated proteoglycans, lumican, keratocan, and mimecan (OGN), the consensus sequence NX(T/S) along with protein secondary structure was determined to be involved in N linked oligosaccharide extension with keratan sulfate.
Класс гиалуроновой кислоты
Четвертый класс ГАГ, гиалуроновая кислота (HA), не сульфатирована и синтезируется тремя трансмембранными белками-синтазами HAS1, HAS2 и HAS3. HA, линейный полисахарид, состоит из повторяющихся дисахаридных звеньев →4)GlcAβ(1→3)GlcNAcβ(1→ и имеет очень высокую молекулярную массу, варьирующуюся от 10⁵ до 10⁷ Да. Каждый фермент HAS способен к трансгликозилированию при наличии UDP-GlcA и UDP-GlcNAc. HAS2 отвечает за синтез очень крупных полимеров гиалуроновой кислоты, тогда как меньшие по размеру молекулы HA синтезируются HAS1 и HAS3. Несмотря на то, что каждая HAS-изоформа катализирует одну и ту же биосинтетическую реакцию, каждая из них активна независимо. Также было показано, что HAS-изоформы имеют различные значения Km для UDP-GlcA и UDP-GlcNAc. Предполагается, что различия в активности и экспрессии ферментов позволяют регулировать широкий спектр биологических функций, опосредованных HA, таких как его участие в регуляции нервных стволовых клеток в субгранулярной зоне мозга.
The fourth class of GAG, hyaluronic acid (HA), is not sulfated and is synthesized by three transmembrane synthase proteins HAS1, HAS2, and HAS3. HA, a linear polysaccharide, is composed of repeating disaccharide units of →4)GlcAβ(1→3)GlcNAcβ(1→ and has a very high molecular mass, ranging from 105 to 107 Da. Each HAS enzyme is capable of transglycosylation when supplied with UDP GlcA and UDP GlcNAc. HAS2 is responsible for very large hyaluronic acid polymers, while smaller sizes of HA are synthesized by HAS1 and HAS3. While each HAS isoform catalyzes the same biosynthetic reaction, each HAS isoform is independently active. HAS isoforms have also been shown to have differing Km values for UDP GlcA and UDPGlcNAc. It is believed that through differences in enzyme activity and expression, the wide spectrum of biological functions mediated by HA can be regulated, such as its involvement with neural stem cell regulation in the subgranular zone of the brain.