Kondroitiinisulfaatti
Kondroitiinisulfaatti on sulfatoitunut glykosaminoglykaani (GAG). Se on ketju vuorottelevia sokereita (N-asetyyligalaktosamiini ja glukuronihappo). Se on yleensä kiinnittyneenä proteiineihin osana proteoglykaania. Kondroitiiniketjussa voi olla yli 100 yksittäistä sokeria, joista kukin voi sulfatoitua vaihtelevassa asemassa ja määrässä. Kondroitiinisulfaatti on tärkeä ruston rakenneosa, ja se antaa suuren osan sen puristuskestävyydestä. Glukosamiinin ohella kondroitiinisulfaatista on tullut laajalti käytetty ravintolisä nivelrikon hoidossa. Sitä uutetaan yleisesti hain rustosta.
Kondroitiinisulfaattiketjun yhden yksikön kemiallinen rakenne. Kondroitiini-4-sulfaatti: R1 = H; R2 = SO3 H; R3 = H. Kondroitiini-6-sulfaatti: R1 = SO3 H; R2 , R3 = H.
Kondroitiinisulfaatti - vaihtoehtoinen kaavio
Terminologia
Kondroitiinisulfaatti eristettiin alun perin paljon ennen kuin kemistit oppivat sen rakenteen. Niinpä sen nimi muuttui ajan myötä. Varhaiset tutkijat nimesivät aineen eri tyypit kirjaimilla.
| Kirjainten tunnistaminen | Sulfatoitumispaikka | Systemaattinen nimi |
| Kondroitiinisulfaatti A | N-asetyyligalaktosamiinisokerin (GalNAc) hiili 4 | kondroitiini-4-sulfaatti |
| Kondroitiinisulfaatti C | GalNAc-sokerin hiili 6 | kondroitiini-6-sulfaatti |
| Kondroitiinisulfaatti D | glukuronihapon hiili 2 ja GalNAc-sokerin hiili 6. | kondroitiini-2,6-sulfaatti |
| Kondroitiinisulfaatti E | GalNAc-sokerin hiilarit 4 ja 6 | kondroitiini-4,6-sulfaatti |
"Kondroitiinisulfaatti B" on dermataanisulfaatin vanha nimi, eikä sitä enää luokitella kondroitiinisulfaatin muodoksi.
Kondroitiinia, ilman "sulfaattia", on käytetty kuvaamaan tyyppiä, jossa on vain vähän tai ei lainkaan sulfaatteja. Kaikki eivät kuitenkaan käytä tätä erottelua.
Nimi "kondroitiinisulfaatti" kuulostaa suolalta, jossa on sulfaatin vasta-anioni. Näin ei kuitenkaan ole. Sulfaatti on kiinnittynyt sokeriin kovalenttisella sidoksella. Koska molekyylillä on fysiologisessa pH:ssa useita negatiivisia varauksia, kondroitiinisulfaatin suoloissa on kationi. Kaupalliset kondroitiinisulfaattivalmisteet ovat yleensä natriumsuolaa. Barnhill et al. ovat ehdottaneet, että kaikkia tällaisia kondroitiinisulfaattivalmisteita kutsutaan "natriumkondroitiiniksi" riippumatta niiden sulfaattitilanteesta.
Rakenne
Kondroitiinisulfaattiketjut ovat haarautumattomia polysakkarideja, joiden pituus vaihtelee ja jotka sisältävät kahta vuorottelevaa monosakkaridia: D-glukuronihappoa (GlcA) ja N-asetyyli-D-galaktosamiinia (GalNAc). Jotkin GlcA-jäännökset epimeroituvat L-iduronihapoksi (IdoA); tuloksena syntyvää disakkaridia kutsutaan tällöin dermataanisulfaatiksi.
Proteiinien kiinnittyminen
Kondroitiinisulfaattiketjut liittyvät tiettyjen proteiinien seriinijäämien hydroksyyliryhmiin. Ei tiedetä tarkalleen, miten proteiinit valitaan glykosaminoglykaanien kiinnittymistä varten. Glykosyloituja seriinejä seuraa usein glysiini, ja niiden vieressä on happamia jäämiä. Tämä ei kuitenkaan aina ennusta glykosylaatiota.
GAG-ketjun kiinnittyminen alkaa neljällä monosakkaridilla kiinteässä järjestyksessä: Xyl - Gal - Gal - Gal - GlcA. Kukin sokeri kiinnittyy tietyn entsyymin avulla, mikä mahdollistaa GAG-synteesin monitasoisen hallinnan. Ksyloosi alkaa kiinnittyä proteiineihin endoplasmisessa retikulumissa, kun taas loput sokerit kiinnittyvät Golgin laitteessa.
Sulfaatio
Kukin monosakkaridi voidaan jättää sulfoimatta, sulfoida kerran tai sulfoida kahdesti. Tavallisimmassa tapauksessa N-asetyyli-galaktosamiinin 4- ja 6-aseman hydroksyylit sulfatoidaan, ja joissakin ketjuissa on glukuronihapon 2-asema. Sulfatointia välittävät spesifiset sulfotransferaasit. Sulfatointi näissä eri asemissa antaa kondroitiini-GAG-ketjuille erityisiä biologisia toimintoja.
Toiminto
Kondroitiinin toiminnot riippuvat suurelta osin sen proteoglykaanin ominaisuuksista, jonka osa se on. Nämä toiminnot voidaan jakaa karkeasti rakenteellisiin ja säätelytehtäviin. Joillakin proteoglykaaneilla on sekä rakenteellisia että säätelytehtäviä (ks. versikaani).
Rakenteellinen
Kondroitiinisulfaatti on solunulkoisen matriisin pääkomponentti, ja se on tärkeä kudoksen rakenteellisen eheyden ylläpitäjä. Tämä tehtävä on tyypillinen suurille aggregoituville proteoglykaaneille: aggrekaanille, versikaanille, brevikaanille ja neurokaanille, joita yhdessä kutsutaan lektaaneiksi.
Aggrekaanin osana kondroitiinisulfaatti on yksi ruston pääkomponenteista. Kondroitiinisulfaatin tiiviisti pakatut ja vahvasti varautuneet sulfaattiryhmät aiheuttavat sähköstaattisen hylkimisen, joka muodostaa suuren osan ruston puristuskestävyydestä. Kondroitiinisulfaatin häviäminen rustosta on yksi nivelrikon tärkeimmistä syistä.
Sääntely
Kondroitiinisulfaatti on helposti vuorovaikutuksessa solunulkoisen matriisin proteiinien kanssa negatiivisten varaustensa ansiosta. Nämä vuorovaikutukset ovat tärkeitä monien solutoimintojen säätelyssä. Lektaanit ovat merkittävä osa aivojen solunulkoista matriisia, jossa kondroitiinisokeriketjut toimivat aivojen normaalien synapsien stabiloimiseksi osana perineuroniverkkoja. Kondroitiinisulfaattiproteoglykaanien pitoisuudet lisääntyvät valtavasti keskushermoston vamman jälkeen, jolloin ne toimivat estääkseen vaurioituneiden hermopäätteiden uusiutumisen. Vaikka nämä toiminnot eivät ole yhtä hyvin karakterisoituja kuin heparaanisulfaatin, kondroitiinisulfaattiproteoglykaaneille löydetään jatkuvasti uusia tehtäviä.
Aivokuoren kehityksessä kondroitiinisulfaattia ilmentää sub plate ja se toimii pysäytyssignaalina ventrikulaarisesta vyöhykkeestä siirtyville neuroneille. Täällä pysähtyvät neuronit voidaan sen jälkeen ohjelmoida siirtymään edelleen tiettyihin kortikaalilevyn kerroksiin.
Lääketieteellinen käyttö
Kondroitiinia on ravintolisissä, joita käytetään vaihtoehtoisena lääkkeenä nivelrikon hoidossa, ja se on myös hyväksytty ja säännelty oireenmukaisena hitaasti vaikuttavana lääkkeenä tähän tautiin (SYSADOA) Euroopassa ja joissakin muissa maissa. Sitä myydään yleisesti yhdessä glukosamiinin kanssa. Kondroitiinia ja glukosamiinia käytetään myös eläinlääketieteessä.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Mikä on kondroitiinisulfaatti?
V: Kondroitiinisulfaatti on sulfatoitunut glykosaminoglykaani (GAG), joka on ketju vuorottelevia sokereita (N-asetyyligalaktosamiini ja glukuronihappo).
K: Mihin kondroitiinisulfaatti on yleensä kiinnittyneenä?
V: Kondroitiinisulfaatti on yleensä kiinnittyneenä proteiineihin osana proteoglykaania.
K: Kuinka monta yksittäistä sokeria kondroitiiniketjussa voi olla?
V: Kondroitiiniketjussa voi olla yli 100 yksittäistä sokeria.
K: Mikä on kondroitiinisulfaatin tehtävä rustossa?
V: Kondroitiinisulfaatti on ruston tärkeä rakenneosa, ja se antaa suuren osan ruston puristuskestävyydestä.
K: Mikä on kondroitiinisulfaatin yleinen käyttö ravintolisänä?
V: Kondroitiinisulfaatista on yhdessä glukosamiinin kanssa tullut laajalti käytetty ravintolisä nivelrikon hoidossa.
K: Mistä kondroitiinisulfaattia yleisesti uutetaan?
V: Kondroitiinisulfaattia uutetaan yleisesti hain rustosta.
K: Voiko kondroitiinisulfaatti sulfatoitua vaihtelevassa asennossa ja vaihtelevissa määrissä?
V: Kyllä, jokainen kondroitiiniketjun yli 100 yksittäisestä sokerista voidaan sulfatoida vaihtelevassa asennossa ja vaihtelevassa määrässä.
