Molti antibiotici (eritromicina) contengono ammino zuccheri Sono componenti delle glicoproteine, dei gangliosidi e dei glicosamminoglicani. I due amminozuccheri più importanti sono la D-glucosammina (costituente dell’acido ialuronico) e la D-galattosammina (componente della condroitina). Molti antibiotici (eritromicina) contengono ammino zuccheri O NH2 CH2OH HO OH CH2OH HO OH O NH2

AMMINOZUCCHERI ACETILATI Molto spesso glucosammina e galattosammina sono in forma N-acetilata. Sono componenti delle GLICOPROTEINE, dei GLICOLIPIDI e dei GLICOSAMMINOGLICANI O NHCOCH3 CH2OH HO OH CH2OH HO OH O NHCOCH3

Possono essere acetilati anche il C4,C7,C8 e C9. ACIDI SIALICI Gli acidi sialici sono deossiamminozuccheri carbossilati a 9 atomi di carbonio. Il gruppo amminico è generalmente acetilato (acido N-acetilneuramminico). Possono essere acetilati anche il C4,C7,C8 e C9. Sono importanti costituenti di glicoproteine e glicolipidi delle membrane cellulari e nel sangue. HOOC-CO-CH2-CHOH-CH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH Acido piruvico N-acetilmannosammina NHCOCH3

Acido a 9 atomi di carbonio ACIDO MURAMICO Acido a 9 atomi di carbonio E’ presente nei glicoconiugati complessi delle pareti cellari batteriche. Può essere acetilato O NH2 CH2OH HO OH Glucosammina O CH3CHCOOH acido lattico

GLICOSAMMINOGLICANI (GAG) Strutture eteropolisaccaridiche, lineari e ad elevato PM, ancorate alla porzione polipeptidica dei PROTEOGLICANI. Consistono di unità ripetitive di disaccaridi, in cui una delle unità monosaccaridiche (o entrambe) è costituita da un amminozucchero e l’altra unità (o entrambe) contiene almeno un gruppo solfato o carbossilato (generalmente un acido uronico), che porta una carica negativa.

GLICOSAMMINOGLICANI (GAG) Sono associati a elementi strutturali di tessuti, quali osso, all’elastina e al collageno. Incorporano grandi quantità di acqua ed occupano molto spazio Grazie ai gruppi OH e alle cariche negative per repulsione tengono separate le catene dei carboidrati funzionando da cuscinetto e lubrificante di altre strutture.

Esistono almeno 7 differenti glicosamminoglicani (GAG): Acido ialuronico Condroitin solfato Cheratan solfati I e II Eparina Eparan solfato Dermatan solfato Ad eccezione dell’acido ialuronico, tutti i GAG contengono gruppi solfato

ACIDO IALURONICO E’ costituito da una catena lineare di: GlcUA (acido glucuronico) e GlcNAc (N-acetil-glucosammina). Presente nei batteri e ampiamente distribuito nei tessuti animali, tra cui il liquido sinoviale, il corpo vitreo dell’occhio, la cartilagine e il tessuto connettivo Abbondante nei tessuti embrionali, dove sembra facilitare la migrazione delle cellule durante la morfogenesi

CONDROITIN SOLFATI (4 e 6 solfato) L’unità disaccaridica ripetitiva è GlcUA (acido glucuronico) e GalNAc (N-acetilgalattosammina solfato). I proteoglicani uniti al condroitinsolfato con legame O-glicosidico sono i principali costituenti della cartilagine

CHERATAN SOLFATO I e II L’unità disaccaridica ripetitiva nel cheratan solfato è Gal (galattosio) e GlcNAc (N-acetilglucosammina solfato). Il tipo I è abbondante nella cornea, dove insieme al dermatan solfato è disposto tra le fibrille di collageno. Il tipo II, insieme al condroitin solfato, è presente nel tessuto connettivo lasso.

EPARINA Formato da unità disaccaridiche ripetitive di GlcN (glucosammina) e acido uronico. Gran parte dei residui amminici sono N-solfati. La parte proteica è costituita da residui di glicina e serina. Importante anticoagulante, lega i fattori IX e XI della coagulazione, l’antitrombina III plasmatica e la lipasi lipoproteica

EPARAN SOLFATO Formato da unità disaccaridiche ripetitive di GlcN (glucosammina) e acido uronico (GlcUA). A differenza dell’eparina solo pochi residui amminici sono N-solfati. E’ presente alla superficie di molti tipi di cellule come proteoglicano ed ha localizzazione extracellulare

DERMATAN SOLFATO L’unità disaccaridica ripetitiva è GalNAc (N-aceilgalattosammina) e acido uronico (IdUA e GlcUA) Largamente distribuito nei tessuti animali

METABOLISMO DEI GAG Le glicosilazioni delle proteine avvengono nell’apparato di Golgi e sono catalizzate da glicosiltransferasi in presenza di nucleotide saccaridi come donatori di unità glicosidiche. Il processo di glicosilazione avviene in due tappe: 1) ancoraggio alla proteina e formazione del polimero eterosaccaridico 2) modificazioni (epimerizzazione, solforazione, de-acetilazione, etc.) sul polimero

METABOLISMO DEI GAG Nei tessuti adulti il ricambio è relativamente lento, con tempi di semivita nell’ordine di giorni o settimane. La degradazione dei GAG è catalizzata da enzimi idrolitici lisosomiali, esoglicosidasi ed endoglicosidasi e solfatasi, che in genere agiscono in sequenza nella degradazione dei vari GAG.

MUCOPOLISACCARIDOSI Malattie ereditarie, a trasmissione autosomica recessiva, causate da deficit di enzimi coinvolti nel metabolismo dei GAG Sono caratterizzate da accumulo intralisosomiale di materiale glicosamminoglicanico non completamente digerito, e da eliminazione urinaria di frammenti di glicosamminoglicani L’accumulo di queste sostanze compromette la funzionalità dei lisosomi e determina sofferenza cellulare e tissutale.

MUCOPOLISACCARIDOSI A seconda dell’enzima interessato può essere compromesso il catabolismo di uno dei vari GAG Hanno in diverso grado segni clinici comuni, tra i quali organomegalia, faccia abnorme, alterazioni visive ed uditive, sofferenze cardiovascolari. La diagnosi può essere effettuata mediante dosaggio enzimatico su fibroblasti, leucociti o biopsie di tessuti.L’accumulo di GAG è rilevato mediante elettroforesi In alcuni casi si effettua la diagnosi a livello di DNA

MUCOPOLISACCARIDOSI

PROTEGLICANI Famiglia di glicoproteine nelle quali la porzione saccaridica è costituita principalmente da glicosamminoglicani (GAG). Nei proteoglicani noti i glicosamminoglicani sono legati con legame O-glicosidico a residui di serina che fanno parte di una sequenza Ser-Gly

FUNZIONE DEI PROTEGLICANI Possono essere solubili e localizzati nella matrice extracellulare o possono essere proteine integrali di membrana. Interagiscono con una varietà di altre molecole

Versicano Serglicina NH3+ NH3+ COO- Decorina NH3+ COO- COO-

FUNZIONE DEI PROTEGLICANI Possono modulare o regolare i processi di crescita cellulare attraverso il legame di proteine specifiche alle porzioni glicosamminoglicaniche. I proteoglicani rendono la cartilagine flessibile ed elastica. I filamenti di ialuronato sono legati e rivestiti di proteoglicano.

GLICOPROTEINE Contengono gruppi oligo- o polisaccaridici legati covalentemente alla catena polipeptidica Includono: proteine strutturali, enzimi, recettori di membrana, proteine di trasporto, immunoglobuline I carboidrati hanno un ruolo importante come determinanti antigenici.

I carboidrati sono legati alla catena polipeptidica mediante: Legami O-glicosidici: attraverso i gruppi ossidrilici di serina, treonina e idrossilisina oppure Legami N-glicosidici: attraverso l’azoto ammidico di un residuo di asparagina

Nel caso di legami O-glicosidici il residuo saccaridico associato alla proteina è normalmente una N-acetilgalattosammina Possono essere presenti anche mannosio, galattosio e xilosio Si trovano spesso nelle glicoproteine della superficie cellulare e nelle mucine (grandi glicoproteine che rivestono le membrane delle mucose del tratto respiratorio e digerente)

Gli zuccheri legati alle glicoproteine attraverso legami O-glicosidici assumono in molti casi conformazioni che permettono di estendere i domini funzionali di queste proteine al di sopra della superficie di membrana.

Si possono distinguere due motivi strutturali: 1. La glicosilazione avviene lungo tutta o la maggior parte del dominio extracellulare (leucosialina, mucine)

2. La glicosilazione avviene in una regione (stelo) che separa il dominio transmembrana dal dominio funzionale globulare extracellulare

Gli zuccheri associati con legame N-glicosidico presentano sempre una struttura centrale composta da due residui di N-acetilglucosammina legata ad una triade ramificata di residui di mannosio. man GlcNAc asn

Molti altri zuccheri possono essere legati ad ognuno dei residui di mannosio di questa struttura ramificata gal GlcNAc GlcNAc gal man GlcNAc asn

Le glicoproteine con Legami N-glicosidici sono di tre tipi: Ad alto contenuto di mannosio Complesse Ibride

Le glicoproteine con Legami N-glicosidici sono di tre tipi: Ad alto contenuto di mannosio man GlcNAc asn

Complesse sia gal GlcNAc asn

Ibride GlcNAc asn

GRUPPI SANGUIGNI La distinzione tra i gruppi sanguigni (A, B, AB e 0) dipende dalla porzione oligosaccaridica delle glicoproteine sulla superficie delle cellule del sangue (eritrociti). In tutti i tipi sanguigni la porzione oligosaccaridica della molecola contiene L-fucosio.

GRUPPI SANGUIGNI Nell’antigene del gruppo sanguigno A: lo zucchero all’estremità non riducente è l’N-acetilgalattosammina Nell’antigene del gruppo sanguigno B: lo zucchero all’estremità non riducente è il galattosio Nell’antigene del gruppo sanguigno AB: sono presenti entrambi i tipi di oligosaccaridi sono assenti entrambi i tipi di oligosaccaridi

CORRELAZIONI NELLE TRASFUSIONI Gruppo Produce Può Può sanguigno anticorpi ricevere donare contro da a 0 A, B 0 0,A,B,AB A B 0,A A,AB B A 0,B B,AB AB Nessuno 0,A,B,AB AB