الجليكوزامينوجليكان: الخصائص والوظائف

الجليكوزامينوجليكان ، المعروف أيضًا باسم عديدات السكاريد المخاطية ، عبارة عن هياكل glucidic ، مع وظيفة الجزيئات الحيوية الهيكلية التي يمكن العثور عليها بشكل رئيسي في الأنسجة الضامة ، الأنسجة العظمية ، الأنسجة الظهارية المتوسطة والخلايا الظهارية. إنها سلاسل طويلة من السكريات المعقدة أو البروتيوغليكان ، وتتكون من وحدات متكررة من السكاريد.

الجليكوزامينوجليكان ذو قطبية عالية ولديه القدرة على جذب المياه ، لذا فهي مناسبة للوظائف البيولوجية التي تؤديها. كما أنها تستخدم مواد التشحيم أو لامتصاص الآثار. يتكون كل منها من هيكسوزامين وهكسوز ، أو حمض الهيالورونيك.

ملامح

الجليكوزامينوجليكان هي المكون الرئيسي للمصفوفة خارج الخلوية للجزيئات في الأنسجة الحيوانية ولها دور أساسي في الأحداث الفسيولوجية المختلفة. ليس فقط يمكننا أن نجد هذه المركبات في الفقاريات ، ولكن أيضًا في العديد من اللافقاريات. وظيفتها هي الحفظ في مملكة الحيوان.

يمكن العثور على العديد من هياكل الكبريت من الهيبارين ، وهي عبارة عن جليكوزامينوجليكان في الكبد والجلد والرئة ، في أنواع مختلفة من الكائنات الحية ، من الأكثر بدائية إلى البشر. هذا يحدد مشاركتهم النشطة والأساسية في العمليات البيولوجية.

في حالة حمض الهيالورونيك ، في الكائن البشري نجد أنه موجود في الحبل السري والأنسجة الضامة والسائل الزليلي والغضاريف والأوعية الدموية والفكاهة الزجاجية (الكتلة الهلامية التي تقع بين العدسة وشبكية العين في العين) ؛ بينما في الطبيعة لا يوجد إلا في الرخويات.

الفرق الآخر هو أن كبريتات الكوندرويتين الموجودة في الجسم موجودة في أنسجة العظام والغضاريف ، بينما توجد في حيوانات أخرى أقل تطوراً في شكل محدود ، وهذا يتوقف على التعقيد الهيكلي للفرد وارتباطه بوظائف معينة.

وجود الجليكوزامينوجليكان

في الطبيعة ، نجد الجليكوزامينوجليكان (GAGs) مع وظائف أساسية في نمو الخلايا ، والتمايز ، وهجرة الخلايا ، والتشكل والتهابات فيروسية أو بكتيرية.

في الفقاريات ، الغليكوزامينوجليكان الرئيسية هي كبريتات الهيبارين أو الهيبارين ، كبريتات الكوندروتن ، كبريتات ديرماتان وحمض الهيالورونيك. يتم تأكيد كل هذه GAG من خلال السلاسل التي وحدات بديلة من السكر الأميني وحمض الهيالورونيك ، والتي يمكن أن تكون حمض glucuronic أو حمض iduronic.

من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون وحدات السكر الأميني N-acetylglucosamine أو N-acetylgalactosamine.

على الرغم من أن أعمدة GAGs عادة ما تكون هي نفسها دائمًا ، وهي عديد السكاريد ، إلا أن الخطوط المتكررة لسلاسل الهيبارين وسلاسل شوندرويتين تتطلب درجة كبيرة من التباين الهيكلي.

ويرجع ذلك إلى التعديلات المستمرة التي تشمل الكبريت و epemerization من uronates ، والتي تشكل قواعد مجموعة واسعة من الهياكل مع الأنشطة البيولوجية المتعلقة GAGs.

إن وجود هذه الجزيئات الحيوية في الطبيعة ، سواء في الكائنات الحية الفقارية أو اللافقارية ، تم توثيقه جيدًا. في المقابل ، لم يتم العثور على GAGs في النباتات.

في بعض السلاسل البكتيرية ، يتم ملاحظة عديد السكاريد المصنوع بنفس بنية العمود GAGs ، لكن هذه السكاريد المماثلة لا ترتبط ببروتينات جوهرية ويتم إنتاجها فقط على السطح الداخلي للغشاء السيتوبلازم.

في حالة GAGs في الخلايا الحيوانية ، يتم إضافتها إلى نواة البروتين وتشكيل البروتيوغليكان. بهذه الطريقة ، السكريات البكتيرية مختلفة.

يوجد تنوع هيكلي واسع في مجموعات GAG التي تنتمي إلى الفقاريات. من الأسماك والبرمائيات إلى الثدييات ، تكون بنية هذه الجزيئات الحيوية غير متجانسة للغاية.

يتم تنظيم التخليق الحيوي للمجمع الهيكلي لـ GAGs وتتشكل أنماط الكبريت المختلفة في عضو وفي نسيج معين ، مؤقتًا أثناء النمو والتطور.

في الواقع ، فإن عيوب الطفرة في العديد من جينات الإنزيمات الحيوية من GAGs لها عواقب وخيمة على الكائنات الحية الفقارية. هذا هو السبب في أن التعبير عن GAGs وهياكلها الكبريتية المحددة يلعب دورًا أساسيًا في الحياة.

وظائف الجليكوزامينوجليكان

وظيفتها ضرورية لأنها مكونات أساسية للأنسجة الضامة ، وترتبط سلاسل GAGs من خلال الروابط التساهمية مع البروتينات الأخرى مثل السيتوكينات والكيماويات.

ميزة أخرى هي أنها مرتبطة بمضاد الثرومبين ، وهو بروتين مرتبط بعملية التخثر ، حتى يتمكنوا من تثبيط هذه الوظيفة ، مما يجعلها ضرورية في حالات علاج الخثار ، على سبيل المثال.

هذا مثير للاهتمام أيضًا في مجال أبحاث السرطان. من خلال التمكن من تثبيط ارتباط بروتينات GAG ، يمكن إيقاف عملية هذا المرض أو غيره مثل العمليات الالتهابية والأمراض المعدية ، حيث تعمل GAGs كمستقبلات لبعض الفيروسات ، مثل حالة حمى الضنك ونوع فيروس فلافي.

ينتمي GAG أيضًا إلى المكونات الثلاثة للأدمة ، الطبقة الموجودة أسفل البشرة ، إلى جانب الكولاجين والإيلاستين. هذه العناصر الثلاثة تشكل النظام المعروف باسم المصفوفة خارج الخلية ، والذي يسمح من بين أمور أخرى تجديد الأنسجة والقضاء على السموم من الجسم.

GAG هي المواد التي تجذب الماء إلى الطبقات العميقة من الجلد. أحد حمض الجليكوزامينوجليكان الأكثر شهرة هو حمض الهيالورونيك ، الموجود في العديد من منتجات مكافحة الشيخوخة والعناية بالبشرة. فكرة هذه الكريمات والمستحضرات والمقويات هي زيادة ترطيب البشرة عن طريق تقليل التجاعيد والخطوط الدقيقة.

بالإضافة إلى القدرة على الاحتفاظ بالمياه ، تتمتع GAG أيضًا بلزوجة عالية وفهم منخفض ، لذلك فهي مثالية لحماية اتحاد العظام في المفاصل.

هذا هو السبب في وجودها في السائل الزليلي ، غضروف المفصل ، صمامات القلب (كبريتات الكوندرويتين ، GAG الأكثر وفرة في الجسم) ، الجلد ، الشرايين الرئوية وفي الكبد (الهيبارين ، الذي له وظيفة مضادة للتخثر) ، الأوتار والرئتين (سلفات ديرماتان) والقرنية والعظام (سلفات الكيراتين).