Гепарин

Гепарин представляет собой классический про­теогликан, в котором несколько полисахаридных цепей связаны с общим белковым ядром. Он обнару­живается в гранулах тучных клеток и, следовательно, локализован внутриклеточно. Гепарин обладает и другими структурными и функциональными осо­бенностями, и некоторые из них имеют значение для медицины. Характерные особенности структуры гепарина (и гепарансульфата) представлены на рисунке ниже.

В составе гепарина повторяю­щийся дисахаридный компонент состоит из глюкозамина (GlcN) и уроновой кислоты. Большинство ами­ногрупп остатков GlcN присутствует в N-сульфированной форме, но имеется и небольшое ко­личество ацетилированных аминогрупп. GlcN содер­жит также С₆-сульфатный эфир.

Из общего количества остатков уроновой кислоты около 90% приходится на долю IdUA и лишь 10% составляет GlcUA. Характерно, что первоначально в гепарин включается GlcUA, а после завершения образования полисахарида, почти 90% остатков GlcUA превращается под действием 5-эпимеразы в остатки IdUA, последние часто подвергаются сульфированию во 2-м положении.

Белковая молекула протеогликана гепарина уни­кальна в том отношении, что она состоит только из сериновых и глициновых остатков. Приблизительно две трети сериновых остатков соединены с полисахаридными цепями; их молекулярная масса составляет обычно от 5.000 до 15.000, но иногда достигает 100.000.

Полисахаридные цепи гепариновых протеогликанов после полимеризации претерпевают ряд моди­фикаций:

1. первичный продукт не сульфируется, но полно­стью N-ацетилируется с образованием полимера (GlcUA-GlcNAc)_n;

2. около 50% остатков GlcNAc подвергаются N-дезацетилированию;

3. свободные аминогруппы GlcN сульфируются, затем происхо­дит дальнейшее дезацетилирование примерно поло­вины остальных групп GlcNAc;

4. N-сульфированный полимер становится субстратом для 5-эпимеразы, которая обеспечивает превращение около 90% остат­ков GlcUA в IdUA;

5. вновь образованные остатки IdUA далее подвергаются О-сульфированию по поло­жениям С₂;

6. модификация завершается О-сульфированием компонентов GlcN в С₆-положениях.

Гепарансульфат

Гепарансульфат является компонентом по­верхностей клеточных мембран, тем самым, представляя собой внеклеточный протеогликан. Полипептидный остов гепарансульфатного протеогликана содержит дополнительный ами­нокислотный компонент, отличный от такового в гепарине. В процессе модификации его полисахаридных цепей дезацетилирование остатков GlcNAc про­исходит слабее, и поэтому он содержит меньше N-сульфатов. Поскольку 5-эпимераза (как отмечалось выше при описании модификаций гепарина) исполь­зует в качестве субстрата N-сульфатные заместите­ли, гепарансульфат отличается от гепарина мень­шим количеством остатков IdUA и большим содер­жанием GlcUA. В соответствии с этим преобладаю­щей уроновой кислотой в гепарансульфате является GlcUA, в то время как в гепарине – IdUA.

Дерматансульфат

Дерматансульфат представляет собой протеогликан, широко распространенный в тканях живот­ных. По структуре он сходен и с хондроитинсульфатом, и с гепарансульфатом.

Его отличие от хондроитинсульфата состоит в том, что вместо GlcUA, со­единенной с GalNAc 1,3-связью, он содержит IdUA, соединенную с GalNAc 1,3-связью. Образо­вание IdUA, как и в случае гепарина и гепарансульфата, происходит путем 5-эпимеризации GlcUA. Как и при образовании гепарина, реакция эпимеризации тесно сопряжена с сульфированием гексозамина. Та­ким образом, дерматансульфат содержит 2 вида повторяющихся дисахаридных единиц: IdUA–GalNAc и GlcUA–GalNAc.