Glicani: classificazione, esempi, funzioni

Sebbene la I.U.P.A.C. definisca i glicani come polisaccaridi nel linguaggio comune un glicano è un polisaccaride che fa parte di una glicoproteina o un glicolipide.
Insieme a proteine, lipidi e acidi nucleici, sono una classe fondamentale di biomolecole costituiti da monosaccaridi legati tramite legame glicosidico che può essere un legame N-glicosidico o  O-glicosidico  Tale legame è responsabile della diversità di tali macromolecole in quanto i monosaccaridi possono essere di diversi tipi e legarsi in modo lineare e non lineare.

Il modo con cui i glicani si legano a proteine, acidi nucleici, superfici cellulari altre macromolecole avviene tramite glicosilazione che comporta una modificazione della struttura della proteina durante o in seguito al processo di sintesi proteica.
A seconda della disposizione delle porzioni di carboidrati legate in modo covalente a regioni specifiche di queste macromolecole, è possibile derivare classi di questi glicani.

Classificazione dei glicani

N-glicani

È un tipo specifico di glicano legato all’asparagina in cui l’attacco della catena glucidica avviene nella sequenza Asn-X-Ser o Asn-X-Thr, dove X è un amminoacido qualunque con l’esclusione della prolina.
Contribuiscono alle proprietà fisiche di una glicoproteina in termini di solubilità, resistenza alle proteasi ed emivita

La struttura dell’N -glicano influenza la farmacocinetica, la farmacodinamica e l’immunogenicità ed è la forma più conosciuta di glicosilazione nei biofarmaci.

O-glicani

Si formano quando gli zuccheri sono legati al peptide a livello dell’atomo di ossigeno delle catene laterali di serina, treonina o idrossilisina. Hanno un ruolo nel controllo del metabolismo cellulare, fornire flessibilità alla cartilagine e ai tendini e nella circolazione leucocitaria durante una risposta immunitaria

Glicoproteine ancorate al GPI

Il  GPI, noto anche come glicosilfosfatidilinositolo è un fosfogliceride costituito da un gruppo fosfatidilinositolo collegato all’amminoacido C-terminale della proteina.

Le glicoproteine ancorate al GPI hanno varietà di ruoli fungendo da recettori, molecole di adesione, enzimi, recettori e trasportatori transcitotici e inibitori della proteasi.

Glicosfingolipidi

I glicosfingolipidi (GSL), una sottoclasse di glicolipidi presenti nelle membrane cellulari degli organismi, dai batteri all’uomo, sono i principali glicolipidi degli animali.

Si ritiene che i glicosfingolipidi agiscano per modulare la funzione proteica della membrana, oltre a svolgere un ruolo nella comunicazione cellula-cellula.

Un tempo ritenuti relativamente inerti, i glicosfingolipidi svolgono in realtà ruoli cellulari chiave sia come componenti strutturali delle membrane che come molecole di segnalazione.

È stato dimostrato che regolano le proprietà cellulari chiave e le funzioni biologiche come l’adesione cellulare, la crescita cellulare, la proliferazione cellulare, l’autofagia, l’apoptosi e la senescenza

Inoltre aiutano le cellule a interagire con le matrici extracellulari e altre cellule e fungono da recettori di superficie per le tossine batteriche. Oltre alla loro funzione di componenti di membrana, i glicosfingolipidi sono precursori dei lipidi coinvolti nella trasduzione del segnale e contribuiscono alla barriera di permeabilità all’acqua della pelle.

Glicosamminoglicani

I glicosamminoglicani sono lunghe catene lineari formate da unità disaccaridiche ripetute. Queste unità ripetitive sono costituite da unità di esosammina e acido uronico. Le unità UA possono anche essere suddivise in acido β-D-glucuronico o acido α-L-iduronico , mentre gli amminozuccheri possono essere a base di glucosio o galattosio.

Esempi di glicosamminoglicani sono:

• eparina contenente un componente peptidica di glicina e serina utilizzata per il trattamento dei disturbi tromboembolici. Essa ha una varietà di attività biologiche, molte delle quali sono di interesse per la loro potenziale utilità terapeutica
• solfato di condroitina composto da una catena alternata di zuccheri N-acetilgalattosammina e acido glucuronico utilizzato come terapia alternativa contro l’osteoporosi e l’osteoartrite
• acido ialuronico formato dal ripetersi di lunghe sequenze di due zuccheri semplici, l’acido glicuronico e la N-acetilglucosammina ed è un componente fondamentale del derma. È usato in dermatologia estetica per eliminare rughe e prevenire l’invecchiamento della pelle

Funzioni

I glicani svolgono una varietà di funzioni associate al metabolismo cellulare necessarie per la sintesi proteica, il movimento e il trasporto.

Svolgono diverse funzioni nel riconoscimento molecolare, nell’immunità e infiammazione oltre ad avere funzioni strutturali e di riserva energetica.

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