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GLUCOSAMINOGLUCANOS PROTEOGLUCANOS Y GLUCOPROTEINAS - Coggle Diagram
GLUCOSAMINOGLUCANOS PROTEOGLUCANOS Y GLUCOPROTEINAS
LOS GLUCOSAMINOGLUCANOS
Caracteristicas
GAG son largas cadenas no ramificadas de heteropolisacarido
Compuestas por unidades de disacáridos repetidas
Las propiedades lubricantes, viscosas de las secreciones mucosas tienen presencia de GAG (mucopolisacaridos)
Los GAG tienen una capacidad de unir grandes cantidades de agua
Asociados con una pequeña cantidad de proteína, formando los proteoglucanos constituidos 95% carbohidratos
Junto el colágeno forman la matriz extracelular
Estructura
El aminoazucar
D-galactosamina
En las cuales el grupo amino suele estar acetilado, lo que elimina su carga positiva
Aminoazúcar puede también estar sulfatado en el carbono
D-glucosamina
El azúcar acido es el
Acido D-glucoronico o su epimero en el carbono-5, acido L-iduronico
La única excepción es el sulfato de queratina en el que esta presente la galactosa en vez azúcar acido
Por su gran cantidad de cargas negativas
Se repelen unas a otras y están rodeadas por una corteza de moléculas de agua
Esto produce la consistencia resbalosa de las secreciones mucosas y del liquido sinovial
Cuando se comprime una disolución de GAG, el agua sale y fuerza a los GAG a ocupar un volumen mas pequeño
Cuando se libera la compresión
Los GAG vuelven a su volumen original, hidratado por la repulsión de sus cargas negativas
Esta propiedad contribuye a la elasticidad del liquido sinovial y del humor vítreo del ojo
Clasificasion
Son 6 clases principales de GAG
Se dividen:
El grado y la localización de las unidades sulfato
El tipo de enlaces glucosidicos
Según la composición monomérica
ACIDO HIALURONICO
Unidad de disacáridos
Acido glucuronico
N-Acetilglucosamina
No sulfatado
No unido covalentemente a proteína
Se encuentra también en bacterias
Actúa como lubricante y para absorber golpes
4-SULFATO Y 6-SULFATO DE CONDROITINA
Unidad de disacáridos
Acido glucuronico
N-Acetilgalactosamina con sulfatoC4 y C6
Mas abundante del organismo
Forma agregados de proteoglucanos, se agregan no covalentemente con el acido hialuronico
Se encuentra
Ligamentos
Aorta
Tendones
Hueso
Cartilago
Cornea
SUFATOS DE QUERATINA I-II
Unidad de disacáridos
N-Acetilglucosamina
Galactosa
El SQ I se encuentra en la cornea
El SQ II se encuentra
En agregados de proteoglucanos
Tejido conjuntivo laxo
HEPARINA – SULFATO DE HEPARAN
Heparina
Se une por enlace alfa
La heparina es un componente intracelular de los mastocitos
Presentes
Higado
Pulmoines
Arterias
Piel
Unidad de disacáridos
glucosamina con sulfato C3 oC6
Acido glucuronico o iduronico con sulfatoC2
Actúa como anticoagulante
Sulfato de heparan
Es igual que la heparina excepto algunas glucosaminas estan acetiladas
Es GAG extracelular
Se encuentra
Membrana basal
Pared de la aorta
SULFATO DE DERMATAN
Unidad de disacáridos
N-Acetilgalactosamina con sulfato C4
Acido iduronico ( con cantidades variables acido glucuronico
Se encuentra
Vasos sanguíneos
Válvulas cardiacas
Piel
SINTESIS
Síntesis de los azúcares ácidos
El ácido D-glucurónico, cuya estructura es la de la glucosa con un carbono 6 oxidado , y su epímero en C-5, el ácido L-idurónico
Son componentes esenciales de los GAG
Ácido glucurónico
El ácido glucurónico puede obtenerse de la dieta en pequeñas cantidades, y también de la degradación lisosómica de los GAG
El producto final del metabolismo del ácido glucurónico en los seres humanos es la D-xilulosa 5-fosfato, que puede entrar en la vía de las pentosas fofosfato
Síntesis del ácido L-idurónico
La síntesis de los residuos de ácido L-idurónico se produce tras la incorporación del ácido D-glucurónico en la cadena de hidratos de carbono
Síntesis de la cadena de hidratos de carbono
La formación de la cadena carbohidratada comienza por la síntesis de una corta región de unión en la proteína nuclear en la que se iniciará la síntesis de la cadena de hidratos de carbono.
Síntesis de los aminoazúcares
N-acetilglucosamina y N-acetilgalactosamina
El monosacárido fructosa 6fosfato es el precursor de la N-acetilglucosamina (GlcNAc), la N-acetilgalactosamina (GalNAc) y de los ácidos siálicos, entre ellos el ácido N-acetilneuramínico
En cada uno de estos azúcares se reemplaza un grupo hidroxilo del precursor por un grupo amino donado por la glutamina
Ácido N-acetilneuramínico
El NANA, un monosacárido ácido de 9 carbonos, es un miembro de la familia de los ácidos siálicos
Estos compuestos se encuentran habitualmente como residuos de hidratos de carbono terminales de las cadenas oligosacáridas laterales de las glucoproteínas, los glucolípidos, o, menos a menudo, los GAG
Síntesis de la proteína central
La proteína central es sintetizada por ribosomas del retículo endoplásmico rugoso (RER) y dirigida a la luz del RER.
A continuación es glucosilada por glucosiltransferasas unidas a la membrana y localizadas en el aparato de Golgi
Adición de los grupos sulfato
La sulfatación de GAG se produce una vez que se ha incorporado a la cadena en crecimiento el monosacárido concreto que se debe sulfatar
La fuente del sulfato es el 3’-fosfoadenosil-5’-fosfosulfato
La reacción de sulfatación es catalizada por sulfotransferasas.
PROTEOGLUCANOS
Estructura
Todos los GAG, excepto el acido hialuronico, se unen covalentemente a proteínas, formando monómeros de proteoglucanos
GLUCOPROTEÍNAS
SÍNTESIS DE LAS GLUCOPROTEÍNAS
Síntesis de los glucósidos con enlaces O–
La síntesis de los glucósidos con enlaces O– es muy similar a la de los GAG
En primer lugar, se sintetiza sobre el RER la proteína a la que se unirán los oligosacáridos, que se introduce en la luz reticular.
La glucosilación comienza con la transferencia de una GalNAC a un grupo R de una serina o treonina específicas
Papel de las glucosiltransferasas
Las glucosiltransferasas responsables de la síntesis gradual de los oligosacáridos están unidas a las membranas del aparato de Golgi.
Actúan en un orden específico, sin utilizar un molde, como es necesario para la síntesis del ADN, el ARN y las proteínas
Síntesis de los glucósidos con enlaces N–
La síntesis de los glucósidos con enlaces N– se produce en la luz del RER
Requiere la participación de la forma fosforilada del dolicol , un lípido de la membrana del RE
Síntesis del oligosacárido unido al dolicol
En primer lugar, como ocurre con los glucósidos con enlaces O–, se sintetiza la proteína en el RER y entra en su luz
Sin embargo, esta proteína no es glucosilada con azúcares individuales
Enzimas destinadas a los lisosomas
Las glucoproteínas con enlaces N– procesadas a través del aparato de Golgi pueden fosforilarse en el carbono 6 de uno
Los receptores de manosa 6-fosfato, localizados en el aparato de Golgi,
unen los residuos de manosa 6-fosfato de estas enzimas destinatarias, que entonces se empaquetan en vesículas y se envían a los lisosomas.
Procesamiento final de los oligosacáridos con enlaces N–
Tras la incorporación a la proteína, el oligosacárido con enlace N–
Se procesa mediante la eliminación de residuos manosilo y glucosilo específicos a medida que la glucoproteína se desplaza por el RER
Por último, las cadenas de oligosacáridos se completan en el aparato de Golgi mediante la adición de una diversidad de azúcares
Hidratos de carbono componentes de las glucoproteínas
Los precursores de los hidratos de carbono componentes de las glucoproteínas son
azúcares de nucleótido, que incluyen la UDP-glucosa, la UDP-galactosa, la UDPGlcNAc y la UDP-GalNAc
Además, pueden donar azúcares a la cadena en crecimiento el difosfato de guanosina (GDP)-manosa, la GDP-L-fucosa
DEGRADACIÓN LISOSÓMICA DE LAS GLUCOPROTEÍNAS
Son principalmente exoenzimas que eliminan sus grupos respectivos en el orden inverso al de su incorporación
Si falta cualquiera de las enzimas degradativas, la degradación por las otras exoenzimas no puede continuar
Un grupo de enfermedades autosómicas recesivas muy raras y causadas por la carencia de una de las enzimas degradativas, denominadas enfermedades por almacenamiento de glucoproteínas
Cada una de las hidrolasas ácidas lisosómicas es generalmente específica para la eliminación de un componente de la glucoproteína
ESTRUCTURA DE LOS OLIGOSACÁRIDOS
Estructura del enlace entre el hidrato de carbono y la proteína
El oligosacárido puede estar unido a través de un enlace N– o un enlace O–.
En el primer caso, la cadena del azúcar está unida al grupo amida de una cadena lateral de asparagina, y en el último caso, al grupo hidroxilo de una cadena lateral de serina o de treonina
Oligosacáridos con enlaces N– y O–
Oligosacáridos con enlaces N– y O–
Una glucoproteína puede contener sólo un tipo de enlace glucosídico o bien ambos dentro de la misma molécula.
Oligosacáridos con enlaces O–:
Pueden tener uno o más de una gran diversidad de azúcares organizados en un patrón lineal
Muchos oligosacáridos con enlaces O– se encuentran en las glucoproteínas extracelulares
Como componentes de las glucoproteínas de membrana.
Oligosacáridos con enlaces N–
Pertenecen a dos grandes clases:
oligosacáridos ricos en manosa
oligosacáridos complejos