Heparansulfat
Mange forskjellige celletyper produserer HS-kjeder med mange forskjellige primære strukturer. Derfor er DET stor variasjon i MÅTEN HS-kjeder syntetiseres på, og produserer strukturelt mangfold som omfattes av begrepet «heparanom» – som definerer hele spekteret av primære strukturer produsert av en bestemt celle, vev eller organisme. Imidlertid er avgjørende for dannelsen av HS uavhengig av primær sekvens en rekke biosyntetiske enzymer. Disse enzymene består av flere glykosyltransferaser, sulfotransferaser og en epimerase. Disse samme enzymer syntetiserer også heparin.
På 1980-tallet var Jeffrey Esko den første til å isolere og karakterisere dyrecellemutanter endret i samlingen av heparansulfat. Mange av disse enzymene har nå blitt renset, molekylært klonet og deres uttrykksmønstre studert. Fra dette og tidlig arbeid på de grunnleggende stadier AV HS / heparin biosyntese ved hjelp av en mus mastocytoma celle fritt system mye er kjent om rekkefølgen av enzymreaksjoner og spesifisitet.
Kjedeinitiasjonrediger
HS-syntese initieres ved overføring av xylose fra UDP-xylose ved xylosyltransferase (XT) til spesifikke serinrester i proteinkjernen. Montering av to galaktose (Gal) rester av galactosyltransferases i og II (GalTI og GalTII) og glucuronic syre (GlcA) av glucuronosyltransferase jeg (GlcATI) fullfører dannelsen av en tetrasaccharide primer O-knyttet til en serin av core-protein:
ßGlcUA-(1→3)-ßGal-(1→3)-ßGal-(1→4)-ßXyl-O-Ser.
xylosetilknytning til kjerneproteinet antas å forekomme i det endoplasmatiske retikulum (ER) med ytterligere sammenstilling av koblingsområdet og resten av kjeden som forekommer I Golgi-apparatet.
veiene FOR HS/heparin eller kondroitinsulfat (CS) og dermatansulfat (DS) biosyntese divergerer etter dannelsen av denne vanlige tetrasakkaridbindingsstrukturen. Det neste enzymet som virker, GlcNAcT-i eller GalNAcT-I, styrer syntese, enten TIL HS/heparin eller CS/DS, henholdsvis.
kjedeforlengelserediger
etter at den første n-acetylglukosaminresten (GlcNAc) er festet, fortsetter forlengelsen av tetrasacchride-linkeren ved trinnvis tilsetning Av GlcA-og GlcNAc-rester. Disse overføres fra deres respektive UDP-sukkernukleotider. Dette utføres av ett eller flere relaterte enzymer hvis gener er medlemmer av exostoses (EXT) genfamilien av tumorsuppressorer.
Mutasjoner VED EXT1 – 3 gen loci hos mennesker fører til manglende evne til celler til å produsere HS og til utvikling av sykdommen Flere Arvelige Eksostoser (MHE). MHE er preget av brusk-avkortet svulster, kjent som osteochondrom eller utvekster, som utvikler seg primært på de lange bein av berørte individer fra tidlig barndom til puberteten.
Kjedemodifikasjonrediger
som EN HS-kjedepolymeriser gjennomgår den en rekke modifikasjonsreaksjoner utført av fire klasser av sulfotransferaser og en epimerase. Tilgjengeligheten av sulfat donor PAPS er avgjørende for aktiviteten av sulfotransferaser.
n-deacetylering / n-sulfatiedit
den første polymermodifikasjonen er N-Deacetylering / N-sulfatering Av glcnac-rester til GlcNS. Dette er en forutsetning for alle påfølgende modifikasjonsreaksjoner, og utføres av en eller flere medlemmer av en familie på fire GlcNAc N-deacetylase/n-sulfotransferase enzymer (NDSTs). I tidlige studier ble det vist at modifiserende enzymer kunne gjenkjenne Og virke på Noen n-acetylert rest i formingspolymeren. Derfor bør modifikasjonen Av GlcNAc-rester forekomme tilfeldig gjennom hele kjeden. I HS grupperes IMIDLERTID N-sulfaterte rester hovedsakelig sammen og separeres av Regioner Med N-acetylering der GlcNAc forblir uendret.
det er fire isoformer AV NDST (NDST1–4). Både N-deacetylase-og n-sulfotransferaseaktivitet er tilstede i ALLE NDST-isoformer, men de varierer vesentlig i deres enzymatiske aktivitet.
Generering Av GlcNH2Edit
På Grunn Av At N-Deacetylase og n-sulfotransferase utføres av det samme enzymet, er n-sulfatering normalt tett koblet til N-acetylering. GlcNH2 rester som følge av tilsynelatende frakopling av de to aktivitetene har blitt funnet i heparin og noen arter AV HS.
Epimerisering og 2-o-sulfatiedit
Epimerisering katalyseres av ett enzym, GlcA C5 epimerase eller heparosan-N-sulfat-glukuronat 5-epimerase (EC 5.1.3.17). Dette enzymet epimerer GlcA til iduronsyre (IdoA). Substratgjenkjenning krever At GlcN-residuet som er koblet til den ikke-reduserende siden av et potensielt GlcA-mål, N-sulferes. Uronosyl-2-o-sulfotransferase (2OST) sulfater De Resulterende IdoA-rester.
6-O-sulfationEdit
Tre glukosaminyl-6-o-transferaser (6OSTs) er identifisert som resulterer i dannelse Av GlcNS(6s) ved siden av sulfatert Eller ikke-sulfatert IdoA. GlcNAc (6S) finnes også i modne HS-kjeder.
3-o-sulfatidrediger
for tiden finnes det syv glukosaminyl-3-o-sulfotransferaser (3OSTs, HS3STs) i pattedyr (åtte i sebrafisk). 3ost-enzymene skaper en rekke mulige 3-o-sulfaterte disakkarider, inkludert GlcA-Glcn(3s±6S) (modifisert AV HS3ST1 og HS3ST5), IdoA(2s)-GlcNH2(3s±6S)(modifisert AV HS3ST3A1, HS3ST3B1, HS3ST5 OG HS3ST6) Og GlcA/IdoA(2s)-Glcn(3S) (modifisert AV HS3ST2 og HS3ST4). Som med alle ANDRE hs-sulfotransferaser bruker 3OSTs 3 ‘- fosfoadenosin-5 ‘ – fosfosulfat (PAPS) som sulfatdonor. Til tross for å være den største familien AV HS-modifikasjonsenzymer, produserer 3OSTs den sjeldneste hs-modifikasjonen, 3-o-sulfateringen av spesifikke glukosaminrester Ved C3-OH-delen.
3OSTs er delt inn i to funksjonelle underkategorier, de som genererer et antitrombin III bindingssted (HS3ST1 og HS3ST5) og de som genererer et herpes simplex virus 1 glykoprotein D (HSV-1 gD) bindingssted (HS3ST2, HS3ST3A1, HS3ST3B1, HS3ST4, HS3ST5 OG HS3ST6). Som 3OSTs er den største familien AV HS modifikasjon enzymer og deres handlinger er hastighetsbegrensende, substrat spesifikke og produsere sjeldne modifikasjoner, har det blitt antatt AT 3OST modifisert HS spiller en viktig regulerende rolle i biologiske prosesser. Det har blitt påvist at 3-o-sulfatering kan forbedre bindingen Av Wnt til glypican og kan spille en rolle i å regulere Wnt i kreft.