Glicocalixul reprezinta invelisul glucidic al celulelor, constituit din structuri oligozaharidice inserate pe lipide sau proteine. Din punc de vedere al structurii biochimice globale, trei sunt componentele membranare ce participa la structurarea glicocalixului :
- (i) glicolipidele,
- (ii) glicoproteinele si
- (iii) proteoglicanii.
Grosimea glicocalixului este, in medie intre 20 si 50 nm, variind de la un tip de celule la altul, dar si pentru aceeasi celula de la un domeniu membranar la altul (spre exemplu la celulele epiteliilor uniistratificate intre polul aplical si cel latero-bazal). O regula pe care o aplicam in intelegerea grosimii glicocalixului este ca acesta are o grosime cu atat mai mare cu cat celulele sunt mai putin implicate in interactiuni cu alte celule, sau cu substante din matricea extracelulara. Aplicand acesta regula vom intui ca glicocalixul cel mai gros il prezinta celulele sanguione. Pe de alta parte, la celulele epiteliilor monostratificate, polul apical are un glicocalix mai abundent, fata de polul latero-bazal. In cele ce urmeza vom discuta aspecte cu caracter general legate de organizarea glicocalixului, intrucat complexitatea si diversitatea structurala a lanturilor oligozaharidice de la nivelul acestui invelis glucidic al celulelor face abordarea detaliilor ineficienta si fara justificare in raport cu scopul nostru. Aceasta modalitate de tratare nu va afecta cu nimic intelegerea organizarii acestei componente structurale a membranelor si rolurilor ei. In structura glicocalixului nu participa toate monozaharidele existente in natura. Numai sapte intra in alcatuirea lanturilor oligozaharidice ale glicolipidelor si glicoproteinelor. Acestea sunt, intr-o ordine lipsita de o anumita semnificatie :
- glucoza (Glc);
- galactoza (Gal);
- manoza (Man);
- fucoza (Fuc);
- N-acetil-glucozamina (Glc NAc);
- N-acetil-galactozamina (Gal Nac)
- acizi sialici (SA).
|
|  |
Din enumerarea monozaharidelor ce participa la structura lanturilor oligo- sau polizaharidice ce organizeaza glicocalixul ne facem o prima idee asupra eterogenitatii structurale a acestuia. Dar lucrurile nu se opresc doar la acest nivel. Pentru substantierea caracterului eterogen al structurarii membranelor (indus de lipide si amplificat de proteine) trebuie sa subliniem ca insiruirea glucidelor in lanturile oligozaharidice nu este aceeasi diferind intre glicolipide si glicoproteine, diferind intre diversele glicolipide, diferind intre diversele glicoproteine. Mai mult legarea monozaharidelor intre ele se poate face in mai multe moduri, intrucat exista mai multe grupari hidroxil disponibile. E drept ca nu toate din aceste posibilitati sunt utilizate de celule. Acestea sunt limitate de tipurile de glicoziltransferaze pe care o anumita celula le are in reticulul endoplasmatic si in complexul Golgi, organitele unde structurile glucidice din glicolipide, glicoproteinele sauproteoglicani sunt sintetizate. Aceste enzime sunt stereospecifice, astfel ca legatura pas cu pas a glucidelor unul de altul nu este intamplatoare. Intre glicolipide, glicoproteine si proteoglicani exista importante diferente structurale la nivelul componentei glucidice. Glicolipidele, care constituie 10% (procente moleculare) dintre lipidele membranare, contin un singur lant oligozaharidic, de regula neramificat. Lanturile glucidice din glicolipide contin, in general, mai putin monozaharide (rar peste 13-15). Pentru a avea o imagine corecta a organizarii spatiale a lanturilor, vom mentiona ca acestea nu au traiect liniar ci sunt contorsionate, tocmai datorita orientarii gruparilor hidroxil utilizate la lungirea oligomerului glucidic (rezultat al stereospecificitatii glicoziltransferazelor). Glicoproteinele contin uzual mai multe lanturi oligozaharidice grefate pe lantul polipeptidic. Inserarea se poate face la azotul amidic al unei asparagine aflate intodeauna intr-o secventa consens (vezi la Reticulul endoplasmic), sau la hidroxilul dintr-o serina, ori dintr-o treonina. In primul caz structurile glucidice se numesc N-glicozidice, in cel de-al doilea O-glicozidice. Structurile O-glicozidice (legate la serina sau treonina) sunt abundente in glicoproteinele de tip mucinic. Structurile N-glicozidice contin Man, cele O-glicozidice nu. Lanturile oligozaharidice ale glicoproteinelor sunt ramificate. Ramificarea se face dupa principiul dihotomic (adica din fiecare punct de ramificare pleaca numai doua ramuri). De regula, din cate se cunoaste pana in prezent, exista unul sau doua puncte de ramificare, astfel incat fiecare structura oligozaharidica din glicoproteine poate fi biantenara sau triantenara. Structurile oligozaharidice ale glicoproteinelor contin un numar semnificativ mai mare ne monozaharide, in comparatie cu cele ale glicolipidelor. |
|
|
Spunem acizi sialici (la plural) si nu folosim singularul deoarece ne referim la o clasa de glucide ce deriva din structura de baza a acidului neuraminic, un glucid cu 9 atomi de carbon in molecula, cel din pozitia 1 aflandu-se intr-o grupare carboxil, de unde si numele de acid. De la aceasta deriva primii reprezentanti a doua serii :
- acidul N-acetil-neuraminic (NANA), cel mai raspandit si
- acidul N-glicolil-neuraminic.
Dar diversitatea acizilor sialici nu se opreste aici, deoarece reprezentantii de baza pot fi O-acetilati la hidrixilii de carbonii 4, 7, 8 si / sau 9. Tinand cont ca pot fi mono-, di-, sau chiar tri-acetilati ne facem o idee mai exacta asupra diversitatii entitatilor moleculare incluse sub numele de clasa acizi sialici. Inafara de aceste sapte monozaharide in proteoglicani intalnim si xiloza (monozaharidul prin care se lega structura glucidica de o serina din partea proteica), ca si acizii uronici (acid glucuronic si acid iduronic). Dintre monozaharidele mentionate numai Fuc este din seria L, toate celelalte apartinand seriei D. |
| |
Privind succesiunea monozaharidelor in lanturile oligozaharidice din glicolipide si glicoproteine, se pot face urmatoarele afirmatii cu caracter de regula :
- glucoza, atunci cand se afla, nu se gaseste niciodata in pozitie terminala a lantului ;
- acizii sialici, atunci cand se afla (si de regula se afla), se gasesc intodeauna in pozitie terminala a lantului.
Regula nu este incalcata nici atunci cand o molecula de acid sialic se afla subterminal. Aceasta inseamna ca lanturile se pot termina cu acizi sialici legati unul de altul. Desi proteoglicanii sunt slab reprezentati la nivelul membranelor celulare, contributia lor la structurarea glicocalixului nu poate fi neglijata, din cel putin doua motive. In primul rand incarcatura lor glicidica depaseste cu mult componenta proteica (90-95% de masa glucide, 5-10% maxim proteina in structura proteoglicanilor) si , in al doilea rand, structurile glucidice sunt cele mai lungi dintre toate cele intalnite la nivelul glicocalixului. Lanturile polizaharidice ale proteoglicanilor poarta denumirea de glicozaminoglicani. Glicozaminoglicanii sunt structuri polizaharidice neramificate, formate din unitati dizaharidice repetitive alcatruite dintr-un zahar, sau aminozahar si un acid uronic (acid glucuronic sau iduronic). Exceptie de la acesta descriere de principiu a compozitiei moleculare o prezinta keratan sulfatii in care unitatile dizaharidice repetitive contin Gal (un zahar) si Glc NAc (derivat de aminozahar). De subliniat puternica incarcatura negativa a proteoglicanilor provenita atat de la acizii uronici continuti cat si de la sulfatarile pe care le pot contine zaharurile sau amino zaharurile prezente in moleculele glicozaminoglicanilor . |
|
|
