Kondroitiinisulfaattiproteoglygaanit

Otan tämän kondroitiinisulfaattiproteoglykaani- molekyylin rikkiaineenvaihdunnan puolelta hetkeksi tarkisteltavaksi. Löytyy aivan Wikipediastakin ensialkuun. Nimittäin aivojen gliasolujen joukossa on ns. NG2 -soluja, jotka ilmentävät kondroitiinisulfaattiproteoglykaania ja ne on viime aikoina luettu myös gliasoluiksi, neljänneksi gliasolutyypiksi. Tässä katson yleisesti ottaen kondroitiinisulfaattiproteioglykaaneja .

Chondroitin sulfate proteoglycan (CSPG)

From Wikipedia, the free encyclopedia

CSPG molekyyleissä on ydinproteiini ja kondroitiinisulfaattia (chondroitin sulfate).

Tällainen molekyyli on kehon oma ja sitä on useissa ihmiskudoksissa, esimerkiksi rustossa.

Seuraavia kondroitiinisulfaattiproteoglykaaneja on tunnistettu:

• CSPG1 (aggrecan)
• CSPG2 (versican).Versikaanissa on kondroitiinisulfaatin lisäksi dermataanisulfaattiketjuja (dermatan sulfate)

• CSPG3 (neurocan)
• CSPG4 (melanoma-associated chondroitin sulfate proteoglycan)
• CSPG5
• CSPG6 (SMC3, structural maintenance of chromosomes 3)
• CSPG7 (brevican)
• CSPG8 (CD44, cluster of differentiation 44)

Aivojen gliasolukossa on NG2 polydendrosyyttejä, jotka ilmentävät kondroitiinisulfaattiproteoglygaaneja pinnallaan.
Aivot ovat bioelektrisesti toimiva fosfolipidirakenne, jossa neuronit välittävät bioelektrisiä impulsseja. Vauriossa on tärkeä että elektrinen impulssilähde, joka paljastuu pahasti, tulee isoloitua ja täten poissuljettua virtapiiristään, ettei aiheudu mm epileptisiä fokuksia tms häiriötä.Tässä tarkoituksessa on näillä molekyyleillä eräänlainen ajallinen kittitehtävänsä sinä aikana kun regeneraatio hitaasti edistyy ja uudelleen yhdistyy "virtapiirin" johtoja.
Tämän takia on hyvä tarkistaa mitä ominaisuuksia tällä aktiivisen glioosin arpimateriaalilla on. Miten se pärjäilee olla elektroneutraalia ja saada aikaan kuitenkin funktionaalista normaliteettia jäljelle olevalle "virtapiirille" aivoissa, joka toimii eräällä tavallaan kuin yksi simultaaniyksikkö

KONDROITIINISULFAATTI

oli jo eristetty ennen kuin sen rakenne oli selvitettykään ja sen takia aikojen myötä sen nimitys muuntui. Aiemmat tutkijat identifioivat aineen eri fraktioita kirjainten avulla.

identifioiminen kirjaimilla	Sulfaatiokohta	Systemaattinen nimitys
Chondroitin sulfate A	carbon 4 of the N-acetylgalactosamine (GalNAc) sugar	chondroitin-4-sulfate
Chondroitin sulfate C	carbon 6 of the GalNAc sugar	chondroitin-6-sulfate
Chondroitin sulfate D	carbon 2 of the glucuronic acid and 6 of the GalNAc sugar	chondroitin-2,6-sulfate
Chondroitin sulfate E	carbons 4 and 6 of the GalNAc sugar	chondroitin-4,6-sulfate

"Chondroitin sulfate B" on vanha nimi dermatan sulfate molekyylille eikä sitä enää pidetä kondroitiinisulfaattina.

Chondroitin: Kondroitiiniksi sanotaan sellaista molekyyliä, jossa tuskin on mitään sulfaattia tai vain vähän sulfaattia.

Vaikka nimitys kondroitiinisulfaatti viittaisi suolamuotoon, jossa olisi sulfaatti vasta-anionina, niin asia ei kuitenkaan ole sillä tavalla, koska sulfaatti on tässä liittynyt kovalentisti sokeriin Enemminkin, koska tällä molekyylillä on multippeleita negatiivisia varauksia fysiologisessa pH.ssa, on kondroitiinisulfaatissa havaittavissa kationisuoloja. Kaupalliset kondroitiinisulfaatit ovat natriumsuoloja. Barnhill et al. ovatkin ehdottaneet että sellaisia kondroitiinisulfaattivalmisteita sanottaisiin natriumkondroitiiniksi huolimatta niitten sulfaatiostatuksesta.

KONDROITIINISULFAATTIKETJUT ovat haaroittumattomia polysakkarideja, jolla on erilaisia pituuksia ja vaihtelevina monosakkarideina toimivat D-glukuronihappo (GlcA) ja N-asetyyli-D-galaktosamiini (GalNAc). Eräät GlcA tähteet ovat epimerisoituneet L-iduronihapoksi (IdoA), siitä johtuva disakkaridi on dermataanisulfaatti.

Chondroitin sulfate chains are unbranched polysaccharides of variable length containing two alternating monosaccharides: D-glucuronic acid (GlcA) and N-acetyl-D-galactosamine (GalNAc). Some GlcA residues are epimerized into L-iduronic acid (IdoA); the resulting disaccharide is then referred to as dermatan sulfate.

Liittymä proteiiniin

Kondroitiinisulfaattiketjut linkkiytyvät seriinitähteitten OH-ryhmiin tietyissä proteiineissa. Ei tiedetä tarkasti, millä perustellä nämä glykosaminoglykaaneiksi (GAG) liittyvät proteiinit valikoituvat. Glykosyloituneita seriinejä seuraa usein glysiini ja naapurustossa on asidinen happotähde, mutta tämä motiivi ei ole aina ennusteena glykosylaatioon.

GAG ketjun liittyminen alkaa neljän monosakkaridin tarkasta mallista käsin: Xyl-Gal-Gal- GlcA. Jokaisen sokerin liittää spesifinen entsyymi, mistä salliutuu monitasoinen GAG-synteesin kontrolli. Xyloosi alkaa liittyä proteiineihin endoplasmisessa retikulumissa (ER), kun taas muut sokerit liittyvät Golgin laitteessa.

Sulfaatio

Joka sokeri voi jäädä joko sulfatoitumatta, sulfatoitua kerran tai kahdesti. kaikkein tavallisimmin N-asetyyliglukosaminin 4 ja 6- asemien OH-ryhmät eli hydroksyylit sulfatoituvat ja joissain ketjuissa on 2- asemassa glukuronihappoa. (Kommentti: Nyt löytyi tehtävä K-vitamiinille!) Sulfaation välittää spesifinen sulfotransferaasi. (Kommentti: Sulfotransferaaseja katalysoi K-vitamiini!). Näiden eri asemien sulfaatiot suovat kondroitiinin GAG-ketjuille spesifisiä biologisia aktiivisuuksia.

Each monosaccharide may be left unsulfated, sulfated once, or sulfated twice. In the most common scenario, the hydroxyls of the 4 and 6 positions of the N-acetyl-galactosamine are sulfated, with some chains having the 2 position of glucuronic acid. Sulfation is mediated by specific sulfotransferases. Sulfation in these different positions confers specific biological activities to chondroitin GAG chains.

Funktio

Kondroitiinin funktiot riippuvat sen proteoglykaanin yleisistä ominaisuuksista, johon se on liittynyt. Nämä funktiot voidaan jakaa laajasti ottaen rakenteellisiin ja säätelyllisiin tehtäviin. Tämä jako ei kuitenkaan ole absoluuttinen ja muutamilla proteoglykaaneilla onkin sekä rakenteellisia että säätelyllisiä tehtäviä, kts. esim versikaania.

Chondroitin's functions depend largely on the properties of the overall proteoglycan of which it is a part. These functions can be broadly divided into structural and regulatory roles. However, this division is not absolute, and some proteoglycans have both structural and regulatory roles (see versican).

Rakanteellisista tehtävistä

Kondroitiinisulfaatti on extrasellulaarin matrixin pääkomponentti ja tärkeä kudosten rakenteellisen integriteetin kannalta. Tämä funktio on tyypillistä suurille aggrekoituville proteoglykaaneille kuten aggrekaani, versikaani, brevikaani ja neurokaani, joita yhteisnimellä sanotaan lektikaaneiksi.

Chondroitin sulfate is a major component of extracellular matrix, and is important in maintaining the structural integrity of the tissue. This function is typical of the large aggregating proteoglycans: aggrecan, versican, brevican, and neurocan, collectively termed the lecticans.

Kondroitiinisulfaatti aggrekaanin osana on eräs ruston pääkomponentti. Tiiviisti pakkautunut ja hyvin latautunut sulfaattiryhmäinen kondroitiinisulfaatti generoi elektrostaattista repulsiota, mikä osaltaan paljon tekee sitä rustolle tyypillistä kompression vastustuskykyä. Ostoartiittia seuraa kun rustosta katoaa kondroitiinisulfaatti.

As part of aggrecan, chondroitin sulfate is a major component of cartilage. The tightly packed and highly charged sulfate groups of chondroitin sulfate generate electrostatic repulsion that provides much of the resistance of cartilage to compression. Loss of chondroitin sulfate from the cartilage is a major cause of osteoarthritis.

Säätelyllinen tehtävä

Kondroitiinisulfaatti negatiivisten varauksiensa takia reagoi heti extrasellulaarisen matrixin proteiinien kanssa. Tällaiset interaktiot ovat tärkeitä soluaktiivisuuksien eri joukkojen säätelyssä. Lektikaanit ovat aivojen extrasellulaarisen matrixin eräs pääosa ja siinä kondroitiinisokeriketjuilla ovat osana perineuronaalista verkostoa ja täten stabilisoivat normaalia aivosynapsia. jos tapahtuu vauriota keskushermostossa, nousee kondroitiinisulfaattiproteoglykaanien määrä hyvin suuresti ja silloin niiden päämääräisenä tarkoituksena on edistää vaurioituneitten hermopäätteitten regeneroitumista. Vaikkakaan näitä funktioita ei ole kuvattu niin hyvin kuin heparaanisulfaatin funktioita, ollaan löytämässä kondroitiinisulfaattiproteoglykaaneille (CSPG) uusiakin rooleja.

Chondroitin sulfate readily interacts with proteins in the extracellular matrix due to its negative charges. These interactions are important for regulating a diverse array of cellular activities. The lecticans are a major part of the brain extracellular matix, where the chondroitin sugar chains function to stabilize normal brain synapses as part of perineuronal nets. The levels of chondroitin sulfate proteoglycans are vastly increased after injury to the central nervous system where they act to prevent regeneration of damaged nerve endings. Although these functions are not as well characterized as those of heparan sulfate, new roles continue to be discovered for the chondroitin sulfate proteoglycans.

Aivojen harmaan kuorikerroksen kehityksen aikana ilmenee kondroitiinisulfaattia Sub Plate- levyssä ja se vaikuttaa stop signaalin tavoin neuronin migroitumiseen ventrikulaarisesta vyöhykkeestä. Neuronin pysäyttäminen tässä lie sitten jatkossa ohjelmoitu migraation kohti kortikaalisten levyjen spesifisiä kerroksia.

In cortical development, chondroitin sulfate is expressed by the Sub Plate and acts as a stop signal for neurons migrating from the Ventricular Zone. Neurons stopping here may then be programmed for further migration to specific layers in the cortical plate.