siarczan Keratanu
Gagi siarczanu keratanu występują w organizmach zwierzęcych jako proteoglikany (kspg). Występują w ECM i na powierzchni błony komórkowej . Gag siarczanu keratanu zbudowane są z powtarzających się jednostek disacharydowych utworzonych z pozostałości galaktozy i N-acetyloglukozaminy o strukturze schematycznej → 3galß1 → 4GlcNAcß1 →] . Modyfikacje postsyntetyczne łańcucha glikanowego obejmują siarczanowanie zawsze w pozycji C-6 jednej lub obu podjednostek monomerycznych, co prowadzi do tworzenia mono – lub disiarczkowych regionów w łańcuchu glikanowym . Pozostałości GlcNAc6S w monosiarczanych regionach KS mogą podlegać fukozylacji. Ponadto KS może zawierać pozostałości kwasu sialowego wiążące się z pozostałościami Gal i Gal6S zlokalizowanymi na niewykształcającym końcu łańcucha danego GAG .
siarczan Keratanu dzieli się na trzy typy: KS i (Rogowy), KS II (szkieletowy) i KS III (mózgowy). Podstawą podziału KS, a nie wymienionych trzech typów, jest struktura regionu wiążącego KS z białkiem rdzeniowym . W obrębie KS II-szkieletowy wyróżnia się dwa podtypy, KS IIA-stawowy i KS IIB-nieartykułowy, oparte na obecności w pierwszej z reszt α(1-3) fukozy i kwasu α(2-6)-N-acetylneuraminowego .
biosynteza siarczanu keratyny przebiega w dwóch etapach. Najpierw powstaje region wiążący białko rdzeniowe z GAG, a następnie następuje wydłużenie łańcucha i jego modyfikacja . Wydłużenie łańcuchów KS wszystkich typów następuje przez naprzemienne przyłączanie reszt Gal i GlcNAc, katalizowanych odpowiednio przez aktywność β-1,4-galaktotransferazy i β-1,3-N-acetyloglukozaminotransferazy . Modyfikacja łańcuchów KS opiera się na siarczanowaniu w resztach C-6 N-acetyloglukozaminy i galaktozie . Siarczanowanie obejmuje głównie pozostałości GlcNAc, podczas gdy w mniejszym stopniu pozostałości galaktozy . Siarczanowanie reszt heksosaminowych jest katalizowane przez N-acetyloglukozaminę-6-o-sulfotransferazę (GlcNAc6ST). Enzym siarczanuje tylko pozostałości heksosaminy, które znajdują się na niewykształcającym końcu łańcucha KS, co wskazuje, że opisana modyfikacja reszt GlcNAc ma miejsce podczas wydłużania łańcucha glikanowego . Jednak po polimeryzacji KS następuje siarczanowanie reszt galaktozowych, które jest katalizowane przez specyficzną galaktozylo-6-sulfotransferazę . Łańcuch KS może być następnie modyfikowany przez fukozylację siarczanowanego GlcNAc i Wiązanie kwasu N-acetylneuraminowego przez końcowe pozostałości reszt gal i Gal6S . Wiązanie kwasu N-acetylneuraminowego prawdopodobnie zakończy biosyntezę KS i KS II. końcowe pozostałości KS III nie są znane .
degradacja keratanosiarczanu PGs początkowo zachodzi w przestrzeni pozakomórkowej, a później w komorze lizosomalnej. W lizosomach, pod wpływem kwaśnych hydrolaz, takich jak N-acetyloglukozaminamidaza, β-galaktozydaza i sulfatazy, następuje stopniowe usuwanie kolejnych składników łańcucha KS. Początkowo usuwa się grupę siarczanową z ostatniej w łańcuchu KS pozostałości galaktozy, po czym tę pozostałość oddziela. W kolejnym etapie hydroliza obejmuje ester grupy siarczanowej przyłączony do następnej pozostałości GlNAc w łańcuchu zdegradowanym, który jest poprzedzony oddzieleniem pozostałości heksozaminy od zhydrolizowanego łańcucha KS. Reakcja jest powtarzana aż do całkowitego przecięcia łańcucha KS .
siarczan keratyny PGS występuje w wielu tkankach, podczas gdy ich największa zawartość jest zdecydowanie w rogówce, gdzie występuje w macierzy śródmiąższowej jako tak zwany mały bogaty w leucynę PGs-SLRP, tj. lumican, keratocan i mimecan . Inne KS-fibromoduliny i tzw PRELP występują w chrząstce. Osteoadherin znajduje się w tkance kostnej również należy do rodziny SLRP . Głównym proteoglikanem chrząstki, również w matrycy, noszącym łańcuchy KS, obok łańcuchów CS, jest agrekan . Glikany siarczanu keratyny występują również na powierzchni błony komórkowej i zawierają izoformę CD44 i proteoglikan zwany SV2, które są pierwszymi opisanymi integralnymi łańcuchami KS-zmodyfikowanymi białkami błonowymi . KSPG występują również w ośrodkowym układzie nerwowym. Wydaje się, że obecnie, po chrząstce i rogówce, tkanka mózgowa jest kolejnym miejscem obfitującym w KSPG. Swoistymi PGs dla tkanki nerwowej są ABAKAN, wspomniana SV2, klaustryna i fosfokan .
siarczan Keratanu—najmniej znany ze wszystkich rodzajów gagów, podobnie jak inne glikany, pełni również ważne funkcje w organizmie. Makrocząsteczki są kluczowymi składnikami zrębu rogówki uczestniczącymi w regulacji architektury tkankowej poprzez interakcje z kolagenem włóknistym kontrolującym wielkość i rozmieszczenie przestrzenne wspomnianych włókien niezbędnych dla specyficznych właściwości rogówki . W chrząstce wraz z kolagenem typu I, KSPG nadają tkance szczególne właściwości przenoszenia znacznych obciążeń i przeciwdziałają wytrzymałości na ściskanie . Biorą udział w metabolizmie układu nerwowego, pełniąc również znaczną rolę w naprawie uszkodzeń tkanek .
