Glycosaminoglycans , הידוע גם בשם mucopolysaccharides, הם מבני פחמימות, עם biomolecules פונקציה מבני שיכול להיות שכיח בעיקר רקמת חיבור, רקמת עצם, סביבה אינטר ורקמות האפיתל. מדובר בשרשראות ארוכות של פוליסכרידים מורכבים או פרוטאוגליקנים מורכבים מיחידות חוזרות של דיסכרידים.
Glycosaminoglycans הם קוטביים מאוד ויש להם יכולת למשוך מים, מה שהופך אותם לאידיאליים לתפקודים הביולוגיים שהם מבצעים. הם משמשים גם כחומרי סיכה או לספיגת פגיעות. כל אחד מהם מורכב מהקסוסאמין ומשושה, או חומצה היאלורונית.
מבנה הגליקוזאמינוגליקנים
מאפיינים
גליקוזאמינוגליקנים הם המרכיב הגדול ביותר במטריקס החוץ תאי של מולקולות ברקמות של בעלי חיים ויש להם תפקיד בסיסי באירועים פיזיולוגיים שונים. אנו לא יכולים למצוא רק תרכובות אלה בחוליות, אלא גם בחסרי חוליות רבים. תפקידה הוא שימור בממלכת החיות.
ניתן למצוא מבנים סולפטיים שונים של הפרין, גליקוזמינוגליקן שנמצא בכבד, בעור ובריאה, בסוגים שונים של אורגניזמים, מהפרימיטיביים ביותר לבני אדם. זה קובע את השתתפותם הפעילה והבסיסית בתהליכים ביולוגיים.
במקרה של חומצה היאלורונית, בגוף האדם אנו מוצאים אותה נוכחת בחבל הטבור, רקמת חיבור, נוזל סינוביאלי, סחוס, כלי דם והומור זגוגי (המסה הג'לטינית שנמצאת בין העדשה לרשתית העין); ואילו בטבע זה קיים רק רכיכות.
הבדל נוסף הוא שכונדרויטין סולפט בגוף קיים ברקמות עצם ובסחוס, ואילו אצל בעלי חיים אחרים פחות מפותחים הוא נמצא במידה מוגבלת, תלוי במורכבות המבנית של הפרט והקשר שלו לתפקודים מסוימים.
נוכחות של גליקוזמינוגליקנים
בטבע אנו מוצאים glycosaminoglycans (GAGs) עם תפקודים בסיסיים בגידול התאים, הבידול שלהם, נדידת תאים, מורפוגנזה וזיהומים נגיפיים או חיידקיים.
בחוליות, הגליקוזאמינוגליקנים העיקריים הם הפרין או הפרין סולפט, כונדרויטין סולפט, דרמטן סולפט וחומצה היאלורונית. כל ה- GAG הללו מאושרים על ידי שרשראות המחליפות יחידות מתחלפות של סוכר אמינו וחומצה היאלורונית, שיכולה להיות חומצה גלוקורונית או חומצה אידורונית.
מצד שני, יחידות הסוכר האמיניות יכולות להיות N-acetylglucosamine או N-Acetylgalactosamine.
למרות שאבני הבניין של GAGs בדרך כלל תמיד זהים, פוליסכרידים, הקווים החוזרים על עצמם של שרשראות ההפרין וכונדרויטין-סולפט דורשים מידה ניכרת של שונות מבנית.
זה נובע מהשינויים הבלתי פוסקים הכוללים סולפטציה והפחתה של אורונאטים, המהווים את בסיסי המגוון הרחב של מבנים עם פעילויות ביולוגיות הקשורות ל- GAGs.
נוכחותם של ביומולקולות אלה בטבע, הן באורגניזמים בעלי חוליות וחוליות חסרות חוליות, תועדה היטב. לעומת זאת, GAG מעולם לא נמצא בצמחים.
פוליסכרידים סינתטיים עם אותו מבנה עמוד של GAG נצפים בכמה שרשראות חיידקים, אך פוליסכרידים דומים אלה אינם קשורים לחלבוני ליבה ומיוצרים רק על פני השטח הפנימיים של הממברנה הציטופלסמית.
במקרה של GAG בתאים מן החי, הם מתווספים לגרעינים חלבונים ויוצרים פרוטאוגליקנים. לפיכך, פוליסכרידים חיידקיים שונים.
קיים מגוון מבני רחב ב GAGs השייכים לחוליות. מדגים ודו-חיים עד יונקים, מבנה הבי-מולקולות הללו הטרוגני ביותר.
הביוסינתזה של המתחם המבני של GAGs מווסתת ודפוסי ההחלשה השונים נוצרים באיבר וברקמה ספציפית, באופן זמני במהלך צמיחה והתפתחות.
למעשה, למומים מוטציות בגנים רבים של אנזימים ביו-סינתטיים של GAGs יש השלכות חמורות באורגניזמים בעלי חוליות. זו הסיבה שביטוי של GAGs ומבנים סולפטיים ספציפיים שלהם ממלאים תפקיד מהותי בחיים.
פונקציות של גליקוזמיןוגליקנים
תפקודם חיוני מכיוון שהם מרכיבים בסיסיים ברקמות החיבור, ושרשראות ה- GAG קשורים דרך קשרים קוולנטיים לחלבונים אחרים כמו ציטוקינים וכימוקינים.
מאפיין נוסף הוא שהם קשורים לאנטתרומבין, חלבון שקשור לתהליך הקרישה, כך שהם יכולים לעכב פונקציה זו, מה שהופך אותם לחיוניים במקרים של טיפול בפקקת, למשל.
זה מעניין גם בתחום מחקרי הסרטן. על ידי היכולת לעכב את קשירתם של חלבוני GAG, ניתן להפסיק את התהליך של מחלה זו או אחרים כמו תהליכים דלקתיים ומחלות זיהומיות, כאשר GAGs משמשים כקולטנים לנגיפים מסוימים, כמו למשל דנגה, מסוג הנגיף.
GAGs שייכים גם לשלושת המרכיבים של הדרמיס, השכבה הממוקמת מתחת לאפידרמיס של העור, יחד עם קולגן ואלסטין. שלושת האלמנטים הללו מהווים את המערכת המכונה המטריצה החוץ תאית, המאפשרת, בין היתר, התחדשות של רקמות וחיסול הרעלים מהגוף.
GAG הם החומרים שמושכים מים לשכבות העמוקות יותר של העור. אחד הגליקוזאמינוגליקנים הידועים ביותר הוא חומצה היאלורונית, קיימת במוצרי אנטי אייג'ינג רבים וטיפוח העור. הרעיון של קרמים, קרמים וטונרים אלה הוא להגביר את ההידרציה בעור ולהפחית קמטים וקווי הבעה.
בנוסף ליכולת לשמור על מים, ל- GAG יש צמיגות גבוהה ודחיסה נמוכה, מה שהופך אותם לאידיאליים להגנה על איחוד העצמות במפרקים.
מסיבה זו הם נמצאים בנוזל סינוביאלי, סחוס במפרקים, שסתומי לב (כונדרויטין סולפט, ה- GAG הנפוצה ביותר בגוף), עור, עורקי ריאה ובכבד (הפרין, בעל תפקיד נוגד קרישה), גידים וריאות (דרמטן גופרתי) וקרנית ועצמות (גופרתי קרטן).
הפניות
- התפתחות הגליקוזאמינוגליקנים. מחקר ביוכימי השוואתי. התאושש ב- ncbi.nlm.nih.gov.
- גיליון מיוחד "Glycosaminoglycans and Mimetics שלהם". התאושש מ- mdpi.com.
- מניפולציה של מקרומולקולות משטח התא על ידי פלבירוסים. רוברט אנדרסון, בהתקדמות במחקר וירוסים, 2003. התאושש מ- sciencedirect.com.
- קולגן, אלסטין וגליקוזמינוגליקנים. התאושש מ- justaboutskin.com.