Glucosaminglicanos
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Glucosaminoglicanos<br />
Proteoglicanos<br />
Hidratos de Carbono<br />
Bioquímica I
GLUCOSAMINOGLICANOS<br />
Los glucosaminoglicanos son polisacáridos<br />
propios de los tejidos animales de origen<br />
mesodérmico (conjuntivo, óseo, cartilaginoso),<br />
particularmente de la matriz extracelular.<br />
Por la introducción en su estructura de grupos<br />
acídicos, presentan una elevada densidad de<br />
carga eléctrica negativa.<br />
Normalmente forman un copolímero del tipo<br />
ABABAB..., que puede considerarse como la<br />
repetición de un disacárido, por esta razón<br />
los hemos denominado polidisacáridos.
Glucosaminoglicanos<br />
Son polisacáridos estructurales que forman gran parte<br />
de la matriz intercelular de tejidos mesodérmicos<br />
(conjuntivo, cartílago, músculo, hueso) y que muy<br />
frecuentemente se presentan unidos a un núcleo de<br />
proteína, formando los llamados proteoglicanos (que<br />
no se deben confundir con las glicoproteínas).<br />
La estructura de los glucosaminoglicanos es la de un<br />
copolímero ABABAB..., con diferentes grados de<br />
polimerización, en el que A es un ácido urónico (ácidos<br />
D-glucurónico o L-idurónico) mientras que B es un<br />
aminoderivado, bien sea N-acetilglucosamina o Nacetilgalactosamina.<br />
Con mucha frecuencia se encuentran además sulfatados,<br />
lo cual aumenta la cantidad de sus cargas negativas
Características Comunes<br />
1.- En casi todos, la unidad repetitiva básica es un<br />
disacárido, formado por un ácido urónico (D-glucurónico<br />
o L-idurónico) unido por un enlace (β 1→3) a un<br />
aminoazúcar (N-acetil-glucosamina o N-acetilgalactosamina).<br />
Este disacárido se une al siguiente por un<br />
enlace (β 1→4). Son, por tanto, cadenas lineales donde<br />
alternan enlaces (β 1→3) con enlaces (β 1→4).<br />
2.- Los residuos de monosacáridos presentan grados<br />
variables de sulfatación. El sulfato esterificado a los OH<br />
alcohólicos aumenta el carácter polianiónico de estos<br />
polisacáridos.
Proteoglicanos<br />
3.- Con la excepción del ácido hialurónico, se presentan<br />
unidos covalentemente a proteínas, formando los<br />
proteoglicanos (también llamados mucopolisacáridos).<br />
No hay que confundir proteoglicanos con glicoproteínas. En<br />
los primeros, el componente glucídico es el más importante,<br />
llegando a ser superior al 90% del peso de la molécula,<br />
mientras que en las segundas es bastante menor oscilando<br />
entre el 5 y el 60%.<br />
La unión a la proteína es normalmente del tipo Oglucosídico,<br />
y en ella interviene un trisacárido formado por<br />
dos galactosas y una xilosa.<br />
Sólo en el caso del queratán sulfato, la unión es del tipo Nglucosídico.
Clasificación<br />
4.- La estructura general de los proteoglicanos<br />
permite separarlos didácticamente en tres tipos:<br />
pequeños, donde una o dos cadenas de<br />
glucosaminoglicano se unen a una proteína de tipo<br />
globular<br />
grandes, donde 10-20 cadenas de glucosaminoglicano<br />
se unen a una proteína de tipo fibroso con un dominio<br />
globular en el extremo<br />
muy grandes, donde numerosas (100 o más) cadenas<br />
polisacáridas se unen a una proteína de tipo fibroso con<br />
uno o dos dominios globulares en uno de sus extremos.
Proteoglicanos<br />
- Consisten de una proteína central, que puede ser<br />
transmembranal o extracelular. Polidisacáridos largos,<br />
no ramificados, (glucosaminoglicanos) se unen<br />
covalentemente a la proteína (por medio de residuos de<br />
serina) en la superficie extracelular de las membranas o<br />
en el espacio extracelular si la proteína ha sido<br />
secretada<br />
- Los polidisacáridos unidos tienen habitualmente una<br />
carga neta negativa importante (muchos están<br />
sulfatados), están altamente hidratados, y ocupan una<br />
parte importante del espacio extracelular, lo cual es<br />
adecuado para cumplir con su función de lubricantes y<br />
filtros moleculares.<br />
- Funcionan también ofreciendo una amplia superficie<br />
donde se pueden fijar otros componentes de la matriz,<br />
así como moléculas que llevan información reguladora,<br />
tales como algunos factores de crecimiento.
Proteoglicanos (cont.)<br />
- Son componentes de la mayor importancia de la matriz<br />
extracelular, se encuentran también en el líquido<br />
sinovial de las articulaciones, el humor vítreo del ojo, la<br />
pared arterial, el hueso y el cartílago<br />
Epitelio<br />
sinovial<br />
Cartílago<br />
calcificado<br />
Cápsula<br />
articular<br />
Hueso<br />
Cartílago<br />
Cavidad<br />
articular
Unión básica GAG-Carbohidrato<br />
a las Proteínas
Proteoglicanos<br />
modo de enlace<br />
La unión a la proteína es normalmente del tipo Oglucosídico,<br />
y en ella interviene un trisacárido formado por<br />
dos galactosas y una xilosa. Sólo en el caso del queratán<br />
sulfato, la unión es del tipo N-glucosídico.
Proteoglicanos<br />
modo de enlace
GLUCOSAMINOGLICANOS DE<br />
INTERÉS BIOLÓGICO<br />
ÁCIDO HIALURÓNICO<br />
CONDROITÍN SULFATO A<br />
CONDROITÍN SULFATO B<br />
CONDROITÍN SULFATO C<br />
QUERATÁN SULFATO<br />
HEPARÁN SULFATO<br />
HEPARINA
Las clases principales de unidades de<br />
disacáridos encontradas en los<br />
glicosaminoglicanos unidos a las<br />
proteínas
ÁCIDO HIALURÓNICO<br />
El disacárido que lo constituye esta formado por<br />
ácido glucurónico y N-acetilglucosamina.<br />
Su peso molecular (hasta 2 X 107 daltones) es el<br />
mayor de todos los glicosaminoglicanos<br />
Es abundante en el humor vítreo del ojo, en el<br />
líquido sinovial de las articulaciones y en la<br />
matriz extracelular de los tejidos de origen<br />
mesodérmico.<br />
Su abundancia de cargas negativas determina<br />
que esté extraordinariamente hidratado. Es una<br />
verdadera "esponja molecular".
Ácido Hialurónico<br />
-{ácido glucurónico y N-acetilglucosamina} –<br />
El ácido hialurónico difiere del resto de los glucosaminoglicanos<br />
porque No está sulfatado y no se encuentra unido a proteínas.
CONDROITÍN SULFATO A<br />
Pertenece a los proteoglicanos de estructura pequeña.<br />
Está formado por unos 40-60 residuos de ácido<br />
glucurónico y N-acetilgalactosamina 4-sulfato<br />
distribuidos en una o dos cadenas.<br />
El Condroitín Sulfato A es<br />
particularmente abundante<br />
en el tejido cartilaginoso<br />
siendo responsable de la<br />
elasticidad y la resistencia<br />
a la compresión tan<br />
necesarias para la función<br />
de este tejido.
CONDROITÍN SULFATO A<br />
El Condroitín Sulfato A es particularmente<br />
abundante en el tejido cartilaginoso<br />
siendo responsable de la elasticidad y la<br />
resistencia a la compresión tan necesarias<br />
para la función de este tejido.<br />
La presencia del Condroitín Sulfato A en<br />
los huesos y, particularmente, en las<br />
válvulas del corazón es de gran<br />
importancia.
Condroitín-4-Sulfato<br />
-{ácido glucurónico y N-acetilgalactosamina 4-sulfato}-<br />
La presencia del sulfato aumenta la densidad de cargas<br />
negativas, pero, por su bajo peso molecular no impide la<br />
difusión de macromoléculas como el hialurónico.
Condroitín-6-Sulfato<br />
El CONDROITÍN SULFATO B está formado por ácido<br />
glucurónico y N-acetilgalactosamina 6-sulfato. Se encuentra<br />
asociado al condroitinsultafo A.<br />
6<br />
- {ácido glucurónico y N-acetilgalactosamina 6-sulfato} -
CONDROITÍNSULFATO C<br />
El CONDROITÍNSULFATO C es llamado también Dermatán<br />
sulfato. Está formado por ácido L-idurónico y N-acetilgalactosamina<br />
6-sulfato. Está presente en la piel, los vasos<br />
sanguíneos y válvulas del corazón.<br />
- {ácido L-idurónico y N-acetilgalactosamina 6-sulfato} -
QUERATÁN SULFATO, HEPARÁN<br />
SULFATO y HEPARINA<br />
El disacárido básico del queratán sulfato no posee un ácido<br />
urónico, está formado por D-galactosa y N-acetilgalactosamina<br />
6-sulfato.<br />
Puede contener proporciones variables de otros<br />
monosacáridos (fucosa, manosa, ácido siálico o<br />
galactosamina).<br />
Suele estar presente en tejidos avasculares o de difícil<br />
oxigenación: la córnea o los discos intervertebrales.<br />
El disacárido básico del HEPARÁN SULFATO<br />
consta de ácido D-glucurónico o L-idurónico y Nacetilglucosamina.<br />
Puede estar sulfatado en diversas<br />
posiciones.<br />
La HEPARINA es parecida al heparán sulfato, pero es de<br />
mayor peso molecular y su grado de sulfatación es<br />
notablemente mayor. Destaca por sus propiedades<br />
anticoagulantes.
Queratán Sulfato<br />
- {D-galactosa y N-acetil-galactosamina 6-sulfato} -
Ácido Hialurónico
Queratán Sulfato
Condroitín-4-Sulfato
<strong>Glucosaminglicanos</strong><br />
Los <strong>Glucosaminglicanos</strong> (también llamados<br />
mucopolisacáridos) son polímeros formados por la<br />
repetición de unidades características de disacáridos.<br />
Las subunidades monoméricas de disacáridos que los<br />
constituyen están frecuentemente modificados por la<br />
introducción de grupos acídicos, particularmente<br />
sulfatos.<br />
Los glucosaminglicanos pueden encontrarse unidos<br />
covalentementemente a una proteína (proteína<br />
central), formando grandes complejos llamados<br />
proteoglicanos.
Algunos glucosaminoglicanos localizados en la superficie<br />
de las células, del tipo de los heparan sulfatos, pueden<br />
estar unidos de manera covalente a proteínas centrales que<br />
formen parte de la estructura de la membrana celular.
Heparán Sulfato<br />
El Heparan sulfato puede sintetizarse sobre una<br />
proteína central como un polímero con residuos,<br />
alternantes, de N-acetylglucosamina y ácido<br />
glucurónico. Una vez formado el polímero puede ser<br />
modificado:<br />
– Las unidades de Ác. Glucurónico pueden ser<br />
convertidas a ácido L-idurónico y posteriormente sulfatadas.<br />
– La N-acetilglucosamina puede ser desacetilada y/o<br />
sulfatada.<br />
Estos segmentos modificados se encuentran dispersos<br />
en pequeñas regiones de la molécula que se preserva<br />
sin alteraciones de una manera que parece ser<br />
específica de cada tipo celular.<br />
Los segmentos modificados pueden ser reconocidos y<br />
fijados por proteínas específicas que funcionan en las<br />
interacciones celulares y en el reconocimiento de<br />
señales.
Àcido D-glucuronate Glucurónico<br />
4<br />
H<br />
6<br />
COO −<br />
H<br />
OH<br />
H<br />
5<br />
3<br />
O<br />
H<br />
2<br />
OH<br />
H<br />
1<br />
El ácido Hialurónico es un glucosaminglicano formado<br />
por la repetición de un disacárido formado por dos derivados<br />
de la glucosa, el ácido glucurónico y la N-acetil-glucosamina,<br />
unidos entre ellos por enlaces glucosídicos β(13) y al<br />
siguiente disacárido por enlaces β(14).<br />
Los Proteoglicanos constituídos preferentemente con ácido<br />
hialurónico forman parte muy importante de la matriz<br />
extracelular.<br />
4<br />
H<br />
OH<br />
OO<br />
6<br />
CH 2OH<br />
H<br />
H<br />
5<br />
3<br />
O<br />
H<br />
2<br />
H<br />
1<br />
NHCOCH 3<br />
O<br />
N-Acetil-D-Glucosamina<br />
N-acetyl-D-glucosamine