Hondroitīna sulfāts
Hondroitīna sulfāts ir sulfātisks glikozaminoglikāns (GAG). Tas ir cukuru (N-acetilgalaktozamīna un glikuronskābes) virkne. Parasti tas ir pievienots olbaltumvielām kā proteoglikāna daļa. Hondroitīna ķēdē var būt vairāk nekā 100 atsevišķu cukuru, no kuriem katrs var būt sulfātisks dažādās pozīcijās un daudzumos. Hondroitīna sulfāts ir svarīga skrimšļa struktūras sastāvdaļa un nodrošina lielu tā izturību pret saspiešanu. Kopā ar glikozamīnu hondroitīna sulfāts ir kļuvis par plaši lietotu uztura bagātinātāju osteoartrīta ārstēšanai. To parasti iegūst no haizivs skrimšļiem.
Vienas hondroitīna sulfāta ķēdes vienības ķīmiskā struktūra. Hondroitīn-4-sulfāts: R1 = H; R2 = SO3 H; R3 = H. Hondroitīn-6-sulfāts: R1 = SO3 H; R2 , R3 = H.
Hondroitīna sulfāts - alternatīva shēma
Terminoloģija
Hondroitīna sulfāts sākotnēji tika izolēts krietni pirms ķīmiķi uzzināja tā struktūru. Tāpēc laika gaitā tā nosaukums mainījās. Agrīnie pētnieki ar burtiem apzīmēja dažādus vielas veidus.
| Burtu identifikācija | Sulfatizācijas vieta | Sistemātiskais nosaukums |
| Hondroitīna sulfāts A | N-acetilgalaktozamīna (GalNAc) cukura 4. oglekli. | hondroitīna-4-sulfāts |
| Hondroitīna sulfāts C | GalNAc cukura 6. ogleklis | hondroitīna-6-sulfāts |
| Hondroitīna sulfāts D | glikuronskābes 2. oglekli un GalNAc cukura 6. oglekli. | hondroitīn-2,6-sulfāts |
| Hondroitīna sulfāts E | GalNAc cukura 4. un 6. ogļhidrātu. | hondroitīn-4,6-sulfāts |
"Hondroitīna sulfāts B" ir vecs dermatāna sulfāta nosaukums, un tas vairs netiek klasificēts kā hondroitīna sulfāta forma.
Hondroitīns bez "sulfāta" tiek lietots, lai apzīmētu vielu ar nelielu sulfāta saturu vai bez tā. Tomēr šo atšķirību neizmanto visi.
Nosaukums "hondroitīna sulfāts" izklausās pēc sāls ar sulfāta pretjonu. Tas tā nav. Sulfāts ir saistīts ar cukuru ar kovalentu saiti. Tā kā fizioloģiskā pH molekulā ir vairāki negatīvi lādiņi, hondroitīna sulfāta sāļos ir klāt katjons. Komerciālie hondroitīna sulfāta preparāti parasti ir nātrija sāls. Barnhill et al. ir ierosinājuši visus šādus hondroitīna sulfāta preparātus saukt par "nātrija hondroitīnu" neatkarīgi no to sulfāta statusa.
Struktūra
Hondroitīna sulfāta ķēdes ir dažāda garuma nesazarotie polisaharīdi, kas satur divus pārmaiņus monosaharīdus: D-glukuronskābe (GlcA) un N-acetil-D-galaktozamīns (GalNAc). Dažas GlcA atliekas tiek epimerizētas par L-iduronskābi (IdoA); iegūtais disaharīds tiek saukts par dermatāna sulfātu.
Proteīnu piestiprināšana
Hondroitīna sulfāta ķēdes ir savienotas ar hidroksilgrupām uz dažu olbaltumvielu serīna atlikumiem. Nav precīzi noskaidrots, kā proteīni tiek izvēlēti glikozamīnoglikānu pievienošanai. Glikozilinātajiem serīniem bieži seko glicīns, un to kaimiņos ir skābi atlikumi. Taču tas ne vienmēr nosaka glikozilināšanu.
GAG ķēdes pievienošana sākas ar četriem monosaharīdiem fiksētā secībā: Xyl - Gal - Gal - Gal - GlcA. Katru cukuru pievieno īpašs enzīms, kas ļauj kontrolēt GAG sintēzi vairākos līmeņos. Ksiloze sāk pievienoties olbaltumvielām endoplazmas retikulā, bet pārējie cukuri tiek pievienoti Golgi aparātā.
Sulfatizācija
Katru monosaharīdu var atstāt nesulfatētu, sulfatēt vienu vai divas reizes. Visbiežāk N-acetil-galaktozamīna 4 un 6 pozīcijas hidroksili ir sulfatēti, dažās ķēdēs ir glikuronskābes 2 pozīcija. Sulfatizāciju nodrošina specifiskas sulfotransferāzes. Sulfātu veidošana šajās dažādajās pozīcijās piešķir hondroitīna GAG ķēdēm specifisku bioloģisko aktivitāti.
Funkcija
Hondroitīna funkcijas lielā mērā ir atkarīgas no tā proteoglikāna kopuma īpašībām, kura sastāvdaļa tas ir. Šīs funkcijas kopumā var iedalīt strukturālās un regulatīvās funkcijās. Dažiem proteoglikāniem ir gan strukturālas, gan regulatīvas funkcijas (sk. versikānu).
Struktūra
Hondroitīna sulfāts ir galvenā ekstracelulārā matriksa sastāvdaļa, un tas ir svarīgs audu strukturālās integritātes uzturēšanā. Šī funkcija ir raksturīga lielajiem agregējošajiem proteoglikāniem: aggrekānam, versikānam, brevikānam un neirokānam, ko kopīgi dēvē par letikāniem.
Hondroitīna sulfāts, kas ir aggrekāna sastāvdaļa, ir galvenā skrimšļa sastāvdaļa. Hondroitīna sulfāta cieši sakārtotās un ļoti uzlādētās sulfātu grupas rada elektrostatisko pretestību, kas nodrošina lielu daļu skrimšļa pretestības pret saspiešanu. Hondroitīna sulfāta zudums no skrimšļa ir galvenais osteoartrīta cēlonis.
Regulējums
Hondroitīna sulfāts negatīvā lādiņa dēļ viegli mijiedarbojas ar āršūnu matriksa olbaltumvielām. Šīs mijiedarbības ir svarīgas daudzu šūnu darbību regulēšanai. Lektīdi ir galvenā smadzeņu ekstracelulārā matriksa daļa, kur hondroitīna cukuru ķēdes darbojas, lai stabilizētu normālas smadzeņu sinapses kā perineuronālo tīklu daļu. Hondroitīna sulfāta proteoglikānu līmenis ir ievērojami palielināts pēc centrālās nervu sistēmas bojājumiem, kur tie darbojas, lai novērstu bojāto nervu galu reģenerāciju. Lai gan šīs funkcijas nav tik labi raksturotas kā heparāna sulfāta funkcijas, hondroitīna sulfāta proteoglikāniem joprojām tiek atklātas jaunas lomas.
Muguras garozas attīstībā hondroitīna sulfāts tiek ekspresēts apakšplāksnītē un darbojas kā apstāšanās signāls neironiem, kas migrē no ventrikulārās zonas. Neironus, kas šeit apstājas, var ieprogrammēt tālākai migrācijai uz konkrētiem garozas plāksnes slāņiem.
Lietošana medicīnā
Hondroitīns ir uztura bagātinātāju sastāvā, ko lieto kā alternatīvu medikamentu osteoartrīta ārstēšanai, kā arī Eiropā un dažās citās valstīs ir apstiprināts un reglamentēts kā šīs slimības simptomātisks lēnas iedarbības medikaments (SYSADOA). To parasti pārdod kopā ar glikozamīnu. Hondroitīnu un glikozamīnu izmanto arī veterinārijā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir hondroitīna sulfāts?
A: Hondroitīna sulfāts ir sulfātisks glikozaminoglikāns (GAG), kas ir cukuru (N-acetilgalaktozamīna un glikuronskābes) virkne.
J: Kāds parasti ir hondroitīna sulfāts?
A: Hondroitīna sulfāts parasti ir pievienots olbaltumvielām kā proteoglikāna daļa.
J: Cik daudz atsevišķu cukuru var būt hondroitīna ķēdē?
A: Hondroitīna ķēdē var būt vairāk nekā 100 atsevišķu cukuru.
J: Kāda ir hondroitīna sulfāta loma skrimšļos?
A: Hondroitīna sulfāts ir svarīga skrimšļa struktūras sastāvdaļa, kas nodrošina lielu tā izturību pret saspiešanu.
J: Kāda ir hondroitīna sulfāta kā uztura bagātinātāja izplatība?
A: Hondroitīna sulfāts kopā ar glikozamīnu ir kļuvis par plaši lietotu uztura bagātinātāju osteoartrīta ārstēšanai.
J: No kurienes parasti iegūst hondroitīna sulfātu?
A: Hondroitīna sulfātu parasti iegūst no haizivs skrimšļiem.
J: Vai hondroitīna sulfātu var sulfatizēt dažādos stāvokļos un daudzumos?
A: Jā, katru no vairāk nekā 100 atsevišķiem cukuriem hondroitīna ķēdē var sulfatizēt dažādās pozīcijās un daudzumos.
