的硫酸乙酰肝素是一种细胞外基质的蛋白聚糖。另外,它存在于各种细胞的细胞表面上,包括皮肤成纤维细胞和主动脉壁。硫酸乙酰肝素可以以游离形式或通过产生多种硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG)来发现。
在已知的HSPG中,有一部分是细胞膜(syndecanes),一部分是锚定在细胞膜上的(glypicans),另一部分是构成细胞外基质的蛋白(全白蛋白,凝集素和胶原XVIII)。
硫酸乙酰肝素的化学结构:来源:Roland Mattern
像肝素一样,硫酸乙酰肝素是糖胺聚糖家族的一部分。实际上,它们在结构上非常相似,但是细微的差别使它们具有不同的功能。
它由丰富的D-葡萄糖醛酸单元和N-乙酰氨基葡萄糖的亚基反复重复组成。它还包含可以被硫酸化或乙酰化的D-氨基葡萄糖残基。
硫酸乙酰肝素能够非常特异性地与某些蛋白质结合,这些蛋白质的英文缩写为HSBP(硫酸乙酰肝素结合蛋白)。
HSBP是一组异质的蛋白质,每个蛋白质都与不同的生理过程有关,例如:免疫系统,细胞外基质的结构蛋白,细胞偶联,形态发生,脂质代谢或细胞修复等。
从这个意义上讲,可以提及一些与硫酸乙酰肝素结合的结构:细胞因子,趋化因子,凝血因子,生长因子,补体蛋白,胶原蛋白纤维,玻连蛋白,纤连蛋白,跨膜受体(TLR4)或蛋白质细胞粘附等。
特征
细胞外基质中的硫酸乙酰肝素能够与各种分子相互作用,例如基质本身的蛋白质和生长因子。
硫酸乙酰肝素据称起1)游离的作用2)或依环境和需要而附着于细胞外基质或细胞膜表面的HSBPs。
当它自由作用时,它以可溶形式破碎。硫酸乙酰肝素可用于炎症或组织损伤过程,因此有助于生理条件下的组织修复。
在树突状细胞水平,它能够结合和激活TLR4受体。这触发树突状细胞成熟并发挥其作为抗原呈递细胞的功能。
心脏成纤维细胞也拥有这些受体,在这个水平上,它们的活化促进白介素-1ß(IL1-ß)的增加以及ICAM-1和VCAM-1受体的表达。这表明它积极参与心脏组织的修复。
另一方面,硫酸乙酰肝素可保护血管内皮的完整性。在该水平上最突出的作用包括:它调节内皮中的脂质量,存储生长因子并参与超氧化物歧化酶在内皮上的结合(抗氧化作用)。
所有这些功能可防止蛋白质渗入血管外腔。
合成
硫酸乙酰肝素是大多数细胞特别是成纤维细胞合成的。
然而,据信血管壁的内皮细胞在凝血和血栓形成过程的调节中起着基本作用。
业已发现,其许多作用与血小板凝集素的抑制,纤维蛋白溶酶原的活化和血凝块的溶解有关。
因此,据信这些细胞合成了至少5种类型的硫酸乙酰肝素,并且其中一些与某些凝血因子结合。涉及硫酸乙酰肝素合成的酶包括糖基转移酶,磺基转移酶和差向异构酶。
硫酸乙酰肝素与癌症
硫酸乙酰肝素和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG)均参与促进某些致癌性病理的各种机制。
另外,已经发现在乳腺癌,胰腺癌或结肠癌等细胞中存在HSPG的过表达。
涉及的因素包括硫酸乙酰肝素和HSGP的生物合成异常,两种分子的结构变化,干预细胞凋亡的调节,刺激免疫系统的逃逸,乙酰肝素合成的增加。
生物合成障碍和结构变化
据认为,硫酸乙酰肝素的生物合成紊乱或HSPG的结构改变可能影响某些类型的肿瘤和实体瘤的发生和发展。
致癌作用的机制之一是修饰的HSPG对成纤维细胞生长因子受体的过度刺激。因此增加了癌细胞的有丝分裂能力和DNA合成(肿瘤血管生成)。
同样,它作用于血小板衍生的生长因子受体的刺激,具有相似的结果。
凋亡调控
还发现硫酸乙酰肝素和HSPG在调节细胞凋亡以及细胞衰老(衰老)中起关键作用。
逃避免疫系统
涉及的另一种机制是抑制细胞反应的能力,有利于由于逃避免疫系统而导致的肿瘤进展。
此外,硫酸乙酰肝素蛋白聚糖可用作癌症存在的生物标志物,进而可用作特异性抗体或其他药物免疫治疗的靶标。
它们还影响先天免疫,因为众所周知,当NK细胞与HSGP结合时,NK细胞会通过天然细胞毒性受体(NCR)识别配体而针对癌细胞激活。
但是,癌细胞促进乙酰肝素酶的增加,导致NK杀伤细胞受体与HSGP(NCR-HSPG)的相互作用降低。
增加细胞分化
最后,硫酸乙酰肝素和修饰的HSPG的结构与细胞分化状态有关。已知过度表达修饰的硫酸乙酰肝素分子的细胞会降低分化能力并增加增殖能力。
硫酸乙酰肝素的降解
某些酶(例如乙酰肝素酶,金属蛋白酶)的合成增加,以及活性氧和白细胞的作用,都会使硫酸乙酰肝素和HSPG降解。
肝素分泌增加会破坏内皮的完整性,并增加癌症转移的可能性。
病毒受体
认为硫酸乙酰肝素肽聚糖可能参与HPV病毒与细胞表面的结合。但是,仍然存在许多争议。
对于疱疹病毒,情况要清晰得多。疱疹病毒具有称为VP7和VP8的表面蛋白,可与细胞表面的硫酸乙酰肝素残基结合。随后,发生融合。
另一方面,在登革热感染中,硫酸乙酰肝素具有的负电荷有利于病毒与细胞的结合,从而吸引病毒。
它用作共受体,促进病毒接近细胞表面,随后与允许病毒进入细胞的受体结合(内吞作用)。
对于呼吸道合胞病毒,发生类似的机制,因为该病毒的表面G蛋白与硫酸乙酰肝素结合,然后与趋化因子受体(CX3CR1)结合。这就是病毒设法进入宿主细胞的方式。
硫酸乙酰肝素及其与阿尔茨海默氏病和帕金森氏病的关系
在对这些疾病的研究中,研究人员发现,当Tau蛋白的原纤维与硫酸乙酰肝素肽聚糖结合时,它们的细胞内降解或改变。
该机制似乎与病毒产生的降解相似。这会引起神经退行性疾病,称为陶氏病和核病,例如阿尔茨海默氏病,匹克氏病,帕金森氏症或亨廷顿氏病等。
参考文献
- 硫酸乙酰肝素。维基百科,免费百科全书。2019年4月8日,14:35 UTC。2019年8月5日,03:27 wikipedia.org。
- Nagarajan A,Malvi P,Wajapeyee N.硫酸乙酰肝素和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖在癌症发生和发展中的作用。前内分泌(洛桑)。2018; 9:483。可从以下网站获得:ncbi.nlm
- Kovensky,J.硫酸乙酰肝素:结构研究和化学修饰。1992年。毕业论文获得了布宜诺斯艾利斯大学化学科学博士学位。可在以下网站获得:数字图书馆。
- GarcíaF.免疫生物学基础。1997年。第一版。墨西哥国立自治大学。可在以下网址找到:books.google.co.ve
- “ Tauopathy”。维基百科,免费百科全书。世界标准时间2018年11月7日,9:37。2019年8月9日,14:45 en.wikipedia.org。
- Velandia M,Castellanos J.登革热病毒:结构和病毒循环。感染。2011; 15(1):33-43。网址:scielo.org
- GarcíaA,Tirado R,Ambrosio J.人呼吸道合胞病毒的发病机制是否是儿童哮喘发展的危险因素?UNAM医学院学报。2018; 61(3):17-30。网址:medigraphic.com