グリコサミノグリカン：特徴と機能 - 生物学

グリコサミノグリカンもムコ多糖として知られているが、することができる構造機能生体分子と、炭水化物構造であることが主に結合組織、骨組織、間環境及び上皮組織に見出されます。それらは、複雑な多糖類またはプロテオグリカンの長い鎖であり、二糖類の繰り返し単位で構成されています。

グリコサミノグリカンは極性が高く、水を引き付ける能力があるため、実行する生物学的機能に理想的です。それらはまた潤滑剤としてまたは衝撃を吸収するために使用されます。それぞれがヘキソサミンとヘキソース、またはヒアルロン酸で構成されています。

グリコサミノグリカンの構造

特徴

グリコサミノグリカンは、動物組織における分子の細胞外マトリックスの最大成分であり、さまざまな生理学的イベントで基本的な役割を果たします。これらの化合物は脊椎動物だけでなく、多くの無脊椎動物にも見られます。その機能は動物界の保全です。

肝臓、皮膚、肺に見られるグリコサミノグリカンであるヘパリンのさまざまな硫酸化構造は、最も原始的なものから人間まで、さまざまな種類の生物に見られます。これは、生物学的プロセスへの彼らの積極的かつ基本的な参加を決定します。

ヒアルロン酸の場合、人体では、臍帯、結合組織、滑液、軟骨、血管、硝子体液（水晶体と目の網膜の間にあるゼラチン状の塊）に存在します。自然界では軟体動物にのみ存在します。

別の違いは、体内のコンドロイチン硫酸は骨組織と軟骨に存在するが、他のあまり進化していない動物では、個人の構造的複雑さと特定の機能との関連に応じて、限られた範囲でしか見られないことです。

自然界では、細胞成長、分化、細胞移動、形態形成、ウイルスまたは細菌感染における基本的な機能を備えたグリコサミノグリカン（GAG）を見つけます。

脊椎動物では、主要なグリコサミノグリカンはヘパリンまたはヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、およびヒアルロン酸です。これらすべてのGAGは、アミノ糖とグルクロン酸またはイズロン酸であるヒアルロン酸の単位を交互にした鎖によって確認されます。

一方、アミノ糖単位は、N-アセチルグルコサミンまたはN-アセチルガラクトサミンであり得る。

通常、GAGの構成要素は常に同じ多糖類ですが、ヘパリンおよびコンドロイチン硫酸鎖の反復的なラインには、かなりの程度の構造変化が必要です。

これは、GANに関連する生物活性を備えた多種多様な構造の基礎を構成する、ウロン酸塩の硫酸化およびエペマー化を含む絶え間ない修飾によるものです。

脊椎動物と無脊椎生物の両方におけるこれらの生体分子の自然界での存在は、十分に立証されています。対照的に、GAGは植物では見つかっていません。

一部のバクテリアチェーンでは、GAGと同じピラー構造を持つ合成多糖類が観察されますが、これらの類似の多糖類はコアタンパク質に結合せず、細胞膜の内面でのみ生成されます。

動物細胞におけるGAGの場合、それらはタンパク質核に加えられ、プロテオグリカンを形成します。したがって、細菌の多糖類は異なります。

脊椎動物に属するGAGには幅広い構造の多様性があります。魚や両生類から哺乳類まで、これらの生体分子の構造は非常に不均一です。

GAGの構造複合体の生合成は調節されており、特定の臓器や組織では、成長と発達の間に一時的に異なるパターンの硫酸化が形成されます。

実際、GAGの生合成酵素の多くの遺伝子の突然変異の欠陥は、脊椎動物の生物に深刻な結果をもたらします。これが、GAGとその特定の硫酸化構造の発現が人生において基本的な役割を果たす理由です。

それらは結合組織の基本的な構成要素であり、GAGの鎖は共有結合を介してサイトカインやケモカインなどの他のタンパク質にリンクされているため、それらの機能は不可欠です。

もう一つの特徴は、凝固プロセスに関連するタンパク質であるアンチトロンビンと関連しているため、この機能を阻害することができ、例えば血栓症の治療の場合に必須となります。

これは、がん研究の分野でも興味深いものです。ＧＡＧタンパク質の結合を阻害できることにより、この疾患または他のプロセス、例えば、炎症プロセスおよび感染症を停止することができ、ＧＡＧは、デング熱などのフラビウイルス型のいくつかのウイルスの受容体として作用する。

GAGは、真皮の3つのコンポーネント、つまり皮膚の表皮の下にある層、およびコラーゲンとエラスチンにも属しています。これらの3つの要素は、細胞外マトリックスとして知られるシステムを形成します。これにより、とりわけ組織の再生と身体からの毒素の除去が可能になります。

GAGは、皮膚のより深い層に水分を引き付ける物質です。最もよく知られているグリコサミノグリカンの1つはヒアルロン酸で、多くのアンチエイジング製品やスキンケア製品に含まれています。これらのクリーム、ローション、トナーのアイデアは、肌の水分を増やし、しわや表情のラインを減らすことです。

水を保持できることに加えて、GAGは粘度が高く、圧縮力も低いため、関節の骨の結合を保護するのに最適です。

このため、それらは滑液、関節軟骨、心臓弁（コンドロイチン硫酸、体内で最も豊富なGAG）、皮膚、肺動脈、および肝臓（ヘパリン、抗凝固機能を持っています）、腱、肺に存在します。（デルマタン硫酸）および角膜と骨（ケラタン硫酸）。