Biochemie und Pathobiochemie: Heparansulfat-Stoffwechsel
Biosynthese des Polysaccharidgerüsts
Bearbeiten⇓ | Subst. | ( ⇑ ) | Co. | Enzym | EC | EG | Erkr. |
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UDP-N-Acetyl-D-Glucosamin
UDP |
α-N-Acetylglucosaminyl- transferase I | 2.4.1.223 | Tr | ||||
GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R |
|||||||
UDP-D-Glucuronat
UDP |
Heparan- Glucuronyltransferase II | 2.4.1.225 | Tr | ||||
GlcAβ1-4GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R |
|||||||
UDP-N-Acetyl-D-Glucosamin
UDP |
α-N-Acetylglucosaminyl- transferase II | 2.4.1.224 | Tr | ||||
GlcNAcα1-4GlcAβ1-4GlcNAcα1-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R |
|||||||
... |
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GlcNAcα1-[4GlcAβ1-4GlcNAcα1]n-4GlcAβ1-3Galβ1-3Galβ1-4Xylβ1-Ser-R |
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m H2O, m PAPS | 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
BearbeitenAnders 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. |
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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
BearbeitenSiehe im Kapitel Abbau der Glycosaminoglycane.
Weblinks
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