Sulfato de queratán

No confundir con Keratina .

Estructura química del sulfato de queratán

El queratán sulfato ( KS ), también llamado queratosulfato , es cualquiera de varios glicosaminoglicanos sulfatados (carbohidratos estructurales) que se han encontrado especialmente en la córnea , cartílago y hueso . También se sintetiza en el sistema nervioso central donde participa tanto en el desarrollo ^[1] como en la formación de la cicatriz glial después de una lesión. ^[2] Los sulfatos de queratán son moléculas grandes y altamente hidratadas que en las articulaciones pueden actuar como un cojín para absorber los golpes mecánicos .

Estructura

Al igual que otros glicosaminoglicanos, el queratán sulfato es un polímero lineal que consta de una unidad de disacárido repetida . El sulfato de queratán se presenta como un proteoglicano (PG) en el que las cadenas de KS se unen a proteínas de la superficie celular o de la matriz extracelular , denominadas proteínas centrales. Proteínas del núcleo KS incluyen lumican , queratocano , mimecano , fibromodulin , PRELP , osteoadherina y agrecano .

La unidad básica de disacárido que se repite dentro del queratán sulfato es -3 Gal β1-4 GlcNAc6S β1-. Este puede sulfatarse en la posición de carbono 6 (C6) de uno o ambos monosacáridos de Gal o GlcNAc . Sin embargo, es mejor considerar que la estructura primaria detallada de tipos específicos de SK está compuesta por tres regiones: ^[3]

• Una región de enlace, en un extremo de la cual la cadena KS está unida a la proteína central.
• Una región de repetición, compuesta por la unidad de disacárido repetido -3 Gal β1-4 GlcNAc β1- y
• Una región que remata la cadena, que se encuentra en el extremo opuesto de la cadena KS a la región de enlace de la proteína.

El monosacárido manosa se encuentra dentro de la región de enlace del queratán sulfato tipo I (KSI). Los disacáridos dentro de la región de repetición de KSII pueden estar fucosilados y el ácido N-acetilneuramínico cubre el extremo de todas las cadenas de queratán sulfato tipo II (KSII) y hasta el 70% de las cadenas de tipo KSI. ^[4]

Clases de KS

Las designaciones KSI y KSII se asignaron originalmente sobre la base del tipo de tejido del que se aisló el queratán sulfato. Se aisló KSI de tejido corneal y KSII de tejido esquelético . ^{[5] [6]} Existen pequeñas diferencias en la composición de los monosacáridos entre el KS extraído de ambas fuentes e incluso el KS extraído de la misma fuente. Sin embargo, se producen diferencias importantes en la forma en que cada tipo de KS se une a su proteína central. ^[7] Las designaciones KSI y KSII se basan ahora en estas diferencias de enlace de proteínas. KSI está N- ligado a aminoácidos de asparagina específicos a través de N -acetilglucosamina y KSII esO- ligado a aminoácidos de serina o treonina específicos através de N -acetilgalactosamina . ^[8] La clasificación de SK basada en tejidos ya no existe ya que se ha demostrado que los tipos de SK no son específicos de tejido. ^[4] También se ha aislado un tercer tipo de KS (KSIII) a partir detejido cerebral que estáligado en O a aminoácidos específicos de serina o treonina a través de la manosa . ^[9]

KSI corneal

La cantidad de SK que se encuentra en la córnea es 10 veces mayor que en el cartílago y de 2 a 4 veces mayor que en otros tejidos. ^[10] Es producido por los queratocitos corneales ^[11] y se cree que desempeña un papel de amortiguador dinámico de la hidratación corneal. En un trastorno progresivo poco común llamado distrofia corneal macular (MCDC), la síntesis de queratán sulfato está ausente (MCDC tipo I) o es anormal (MCDC tipo II). ^[12]

KSI no corneal

Osteoadherina , fibromodulin , y PRELP son proteínas básicas que se encuentran en el hueso y el cartílago, que son modificados por las cadenas de KS N-ligados. Las cadenas de KS unidas a osteoadherina y fibromodulina son más cortas que las que se encuentran en la córnea, típicamente de 8 a 9 unidades de disacáridos de longitud. ^[13] Mientras que el KSI corneal se compone de varios dominios que muestran grados variables de sulfatación, el más largo de los cuales puede tener entre 8 y 32 unidades de disacárido de longitud. El terminal no reductor de Fibromodulin KS es más similar en estructura al terminal no reductor de un sulfato de queratán tipo KSII que al KSI corneal. Por lo tanto, se cree que la estructura de KS está determinada por la disponibilidad específica de tejido de glicosiltransferasas.en lugar del tipo de enlace a la proteína central. ^[4]

KSII

El cartílago KSII está casi completamente sulfatado y consta de monómeros disulfatados interrumpidos ocasionalmente por un único monómero de lactosamina monosulfato . ^{[8] La} fucosilación también es común con fucosa ligada a alfa presente en la posición del carbono 3 de GlcNAc sulfatada , excepto en el caso de KSII traqueal donde esta característica está ausente.

Ver también

• N-acetilglucosamina
• Galactosa
• Lumican
• El síndrome de Morquio está marcado por la acumulación de SK
• Proteoglicano 4

Referencias

1. Miller B, Sheppard AM, Pearlman AL (abril de 1997). "La expresión del desarrollo de la inmunorreactividad similar al sulfato de queratán distingue los núcleos talámicos y los dominios corticales". J. Comp. Neurol. 380 (4): 533–52. doi : 10.1002 / (SICI) 1096-9861 (19970421) 380: 4 <533 :: AID-CNE9> 3.0.CO; 2-2 . PMID  9087531 .
2. Zhang H, Uchimura K, Kadomatsu K (noviembre de 2006). "Formación de cicatrices gliales y sulfato de queratán cerebral". Ana. NY Acad. Sci. 1086 (1): 81–90. Código bibliográfico : 2006NYASA1086 ... 81Z . doi : 10.1196 / annals.1377.014 . PMID 17185507 .  
3. Tai GH, Huckerby TN, Nieduszynski IA (1996). "Múltiples terminales de cadena no reductora aislados de queratán sulfatos corneales bovinos" . J. Biol. Chem . 271 (38): 23535–23546. doi : 10.1074 / jbc.271.38.23535 . PMID 8798563 . 
4. Funderburgh JL. (2000). "Sulfato de queratán: estructura, biosíntesis y función" . Glicobiología . 10 (10): 951–958. doi : 10.1093 / glycob / 10.10.951 . PMID 11030741 . 
5. Meyer K, Linker A, et al. (1 de diciembre de 1953). "Los mucopolisacáridos de la córnea bovina" . J. Biol. Chem . 205 (2): 611–616. PMID 13129238 . 
6. Meyer K; Hoffman P .; Linker A. (1958). "Mucopolisacáridos del cartílago costal". Ciencia . 128 (3329): 896. Bibcode : 1958Sci ... 128..896M . doi : 10.1126 / science.128.3329.896 . PMID 13592269 . 
7. Seno N, Meyer K, et al. (1 de marzo de 1965). "Variaciones en queratosulfatos" . J. Biol. Chem . 240 (3): 1005–1019. PMID 14284693 . 
8. Nieduszynski IA, Huckerby TN, et al. (1990). "Hay dos tipos principales de sulfatos de queratán esqueléticos" . Biochem. J . 271 (1): 243–245. doi : 10.1042 / bj2710243 . PMC 1149539 . PMID 2222415 .  
9. Krusius T, Finne J, et al. (25 de junio de 1986). "Identificación de un tetrasacárido sialilado unido a manosa O-glicosídico y oligosacáridos de sulfato de queratán en el proteoglicano de sulfato de condroitina del cerebro" . J. Biol. Chem . 261 (18): 8237–8242. PMID 2941416 . 
10. Funderburgh JL; Caterson B .; Conrad GW. (1987). "Distribución de proteoglicanos antigénicamente relacionados con el proteoglicano de sulfato de queratán corneal". J. Biol. Chem . 262 (24): 11634-11640. PMID 2957372 . 
11. Funderburgh JL, Mann MM, Funderburgh ML (noviembre de 2003). "El fenotipo de queratocitos media la estructura de proteoglicanos: un papel de los fibroblastos en la fibrosis corneal" . J. Biol. Chem. 278 (46): 45629–37. doi : 10.1074 / jbc.M303292200 . PMC 2877919 . PMID 12933807 .   
12. Distrofia macular, corneal, 1 - OMIM
13. Lauder RM, Huckerby TN, Nieduszynski IA (1997). "La estructura de las cadenas de sulfato de queratán unidas a la fibromodulina del cartílago articular humano". Glycoconj J . 14 (5): 651–660. doi : 10.1023 / A: 1018552913584 . PMID 9298700 . 

enlaces externos

• Condroitina_y_queratina_sulfato en el programa de Ortopedia del Sistema de Salud de la Universidad de Duke
• Keratán + sulfato en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. (MeSH)