Biochemie und Pathobiochemie: Heparansulfat-Stoffwechsel

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Biosynthese des Polysaccharidgerüsts[Bearbeiten]

Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.

GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

UDP-N-Acetyl-D-Glucosamin

UDP

R-Pfeil runter 1-3.svg α-N-Acetylglucosaminyl- transferase I 2.4.1.223 Tr

GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

UDP-D-Glucuronat

UDP

R-Pfeil runter 1-3.svg Heparan- Glucuronyltransferase II 2.4.1.225 Tr

GlcAβ1-4GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

UDP-N-Acetyl-D-Glucosamin

UDP

R-Pfeil runter 1-3.svg α-N-Acetylglucosaminyl- transferase II 2.4.1.224 Tr

GlcNAcα1-4GlcAβ1-4GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

R-Pfeil runter.svg

...

R-Pfeil runter.svg

GlcNAcα1-[4GlcAβ1-4GlcNAcα1]n-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

m H2O, m PAPS

m Acetat, m PAP

R-Pfeil runter 1-3.svg N-Deacetylase 3.1.1.- Hyd
N-Sulfotransferase 2.8.2.-
2.8.2.8
Tr

GlcNAcα1-[4GlcAβ1-4GlcN(2S)α1]n-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R

Die Struktur der Kohlenhydratkette ähnelt der von Chondroitinsulfat, wobei N-Acetyl-D-Galactosamin (GalNAc) durch N-Acetyl-D-Glucosamin (GlcNAc) ersetzt ist und die entsprechende Bindung zum D-Glucuronat (GlcA) nun α(1->4) ist statt β(1->4).

Sulfatierung und Modifikation der Disaccharid-Einheiten[Bearbeiten]

Anders als beim Chondroitinsulfat wird das N-Acetyl-D-Glucosamin nun vielfach zum D-Glucosamin deacetyliert und die Aminogruppe mit Hilfe von 3'-Phosphoadenylylsulfat (PAPS) sulfatiert, so dass N-Sulfoglucosamin entsteht (s.o.).

Wiederum wie beim Chondroitinsulfat werden die Disaccharid-Einheiten dann verschiedentlich mit weiteren Schwefelgruppen versehen und D-Glucuronat teilweise zu L-Iduronat epimerisiert.

Übersicht über verschiedene Modifikationsmöglichkeiten und die Syntheseenzyme:

Formel Co Enzym EC EG Erkr.
R-[4IdoAβ1-4GlcN(2S,6S)α1]-R NAD Heparosan-N-sulfat-glucuronat-5-Epimerase 5.1.3.17 Iso
Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 1 oder 3 (HS6ST1, HS6ST3) 2.8.2.- Tr
R-[4IdoA(2S)β1-4GlcN(2S,6S)α1]-R NAD Heparosan-N-sulfat-glucuronat-5-Epimerase 5.1.3.17 Iso
Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 1 oder 3 (HS6ST1, HS6ST3) 2.8.2.- Tr
Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
R-[4IdoA(2S)β1-4GlcN(2S,3S)α1]-R NAD Heparosan-N-sulfat-glucuronat-5-Epimerase 5.1.3.17 Iso
Heparansulfat(-Glucosamin)-3-O-Sulfotransferase 2 (HS3ST2) 2.8.2.29 Tr
Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase 1 (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
R-[4IdoA(2S)β1-4GlcN(3S)α1]-R NAD Heparosan-N-sulfat-glucuronat-5-Epimerase 5.1.3.17 Iso
Heparansulfat(-Glucosamin)-3-O-Sulfotransferase 3 (HS3ST3) 2.8.2.30 Tr
Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase 1 (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
R-[4GlcA(2S)β1-4GlcN(2S)α1]-R Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase 1 (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
R-[4GlcAβ1-4GlcN(2S,3S,6S)α1]-R Heparansulfat(-Glucosamin)-3-O-Sulfotransferase 1 (HS3ST1) 2.8.2.23 Tr
Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 2 (HS6ST2) 2.8.2.- Tr
Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 3 (HS6ST3) 2.8.2.- Tr
R-[4GlcA(2S)β1-4GlcN(2S)α1]-R Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase 1 (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
R-[4GlcAβ1-4GlcN(2S,6S)α1]-R Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 2 (HS6ST2) 2.8.2.- Tr
Heparansulfat-6-O-Sulfotransferase 3 (HS6ST3) 2.8.2.- Tr
R-[4GlcA(2S)β1-4GlcN(2S,3S)α1]-R Heparansulfat(-Glucosamin)-3-O-Sulfotransferase 2 (HS3ST2) 2.8.2.29 Tr
Heparansulfat-2-O-Sulfotransferase 1 (HS2ST1) 2.8.2.- Tr
Farbcode Monosaccharide:
Glc (D-Glucose)
Gal (D-Galactose)
Xyl (D-Xylose)
Man (D-Mannose)
Fuc (L-Fucose)
GlcA (D-Glucuronat)
IdoA (L-Iduronat)
GalNAc (N-Acetyl-D-Galactosamin)
GlcNAc (N-Acetyl-D-Glucosamin)
GlcN (D-Glucosamin)
Neu5NAc (N-Acetylneuraminsäure)


Abbau[Bearbeiten]

Siehe im Kapitel Abbau der Glycosaminoglycane.

Weblinks[Bearbeiten]




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