हेपरान सल्फेट: कार्य, संश्लेषण, रोगों के साथ संबंध - जीवविज्ञान - 2025

Heparan सल्फेट एक बाह्य मैट्रिक्स proteoglycan है। इसके अलावा, यह विभिन्न कोशिकाओं की कोशिका की सतह पर मौजूद है, जिसमें त्वचीय फाइब्रोब्लास्ट और महाधमनी की दीवार शामिल है। हेपरान सल्फेट मुक्त रूप में या हेपरान सल्फेट प्रोटियोग्लीकन्स (एचएसपीजी) की एक किस्म बनाकर पाया जा सकता है।

ज्ञात हो कि HSPG में वे कोशिका झिल्ली (सिंडिकैन्स) का हिस्सा होते हैं, जो कोशिका झिल्ली (ग्लाइपिकंस) के लिए लंगर डाले हुए होते हैं और जो बाह्य मैट्रिक्स (पेरेलकन, एग्रीन और कोलेजन XVIII) का गठन करते हैं।

हेपरान सल्फेट की रासायनिक संरचना: स्रोत: रोलैंड मैटर्न

हेपरिन की तरह हेपरान सल्फेट, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकन परिवार का हिस्सा है। वास्तव में, वे संरचनात्मक रूप से बहुत समान हैं, लेकिन छोटे अंतर उन्हें अलग-अलग कार्य करते हैं।

यह बार-बार और वैकल्पिक रूप से एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन के सब यूनिटों के साथ प्रचुर मात्रा में डी-ग्लुकुरोनिक एसिड इकाइयों से बना है। इसमें डी-ग्लूकोसामाइन अवशेष भी शामिल हैं जिन्हें सल्फेट या एसिटिलेट किया जा सकता है।

हेपरान सल्फेट विशेष रूप से कुछ प्रोटीनों को बांधने में सक्षम है, इन्हें अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त रूप के लिए एचएसबीपी कहा जाता है (हेपरान सल्फेट-बाइंडिंग प्रोटीन)।

एचएसबीपी प्रोटीन का एक विषम समूह है, हर एक विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं से संबंधित है जैसे: प्रतिरक्षा प्रणाली, बाह्य मैट्रिक्स के संरचनात्मक प्रोटीन, सेल युग्मन, मॉर्फोजेनेसिस, लिपिड चयापचय या सेल की मरम्मत, अन्य।

इस अर्थ में, हेपरान सल्फेट को बांधने वाली कुछ संरचनाओं का उल्लेख किया जा सकता है: साइटोकिन्स, केमोकाइन, जमावट कारक, वृद्धि कारक, पूरक प्रोटीन, कोलेजन फाइबर, विट्रोनेक्टिन, फाइब्रोनेक्टिन, ट्रांसमीरन रिसेप्टर्स (टीएलआर 4) या प्रोटीन। सेल आसंजन, दूसरों के बीच में।

विशेषताएं

बाह्य मैट्रिक्स में हेपरान सल्फेट विभिन्न अणुओं के साथ बातचीत करने में सक्षम है, जैसे कि मैट्रिक्स के प्रोटीन और विकास कारक।

हेपरान सल्फेट को 1) मुक्त रूप 2 के रूप में कार्य करने के लिए कहा जाता है) या बाह्य मैट्रिक्स में या सेल झिल्लियों की सतह पर एचएसबीपी से जुड़ा होता है, जो परिस्थितियों और जरूरतों पर निर्भर करता है।

जब यह स्वतंत्र रूप से कार्य करता है, तो यह घुलनशील रूप अपनाता है। हेपरान सल्फेट सूजन या ऊतक क्षति प्रक्रियाओं में उपयोगी है, ताकि यह शारीरिक परिस्थितियों में ऊतक की मरम्मत में योगदान दे।

डेंड्राइटिक सेल स्तर पर, यह टीएलआर 4 रिसेप्टर्स को बांधने और सक्रिय करने में सक्षम है। यह डेन्ड्रिटिक सेल को परिपक्व करने के लिए ट्रिगर करता है और एंटीजन-प्रेजेंटिंग सेल के रूप में अपने कार्य करता है।

कार्डिएक फाइब्रोब्लास्ट भी इन रिसेप्टर्स के अधिकारी हैं और इस स्तर पर उनकी सक्रियता इंटरल्यूकिन -1- (IL1- IL) और ICAM-1 और VCAM-1 रिसेप्टर्स की अभिव्यक्ति में वृद्धि को बढ़ावा देती है। इससे पता चलता है कि यह हृदय के ऊतकों की मरम्मत में सक्रिय रूप से भाग लेता है।

दूसरी ओर, हेपरान सल्फेट संवहनी एंडोथेलियम की अखंडता की रक्षा करता है। इस स्तर पर सबसे प्रमुख कार्यों में से हैं: यह एंडोथेलियम में लिपिड की मात्रा को नियंत्रित करता है, विकास कारकों को संग्रहीत करता है और एंडोथेलियम (एंटीऑक्सिडेंट एक्शन) पर एंजाइम सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज के बंधन में भाग लेता है।

ये सभी कार्य प्रोटीन को अतिरिक्त अंतरिक्ष में जाने से रोकते हैं।

संश्लेषण

हेपरान सल्फेट को अधिकांश कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित किया जाता है, विशेष रूप से फाइब्रोब्लास्ट।

हालांकि, यह माना जाता है कि संवहनी दीवार की एंडोथेलियल कोशिकाएं जमावट और थ्रोम्बोटिक प्रक्रियाओं के नियमन में एक मौलिक भूमिका निभाती हैं।

यह देखा गया है कि इसके कई कार्यों को प्लेटलेट एकत्रीकरण के निषेध और प्लास्मिनोजेन की सक्रियता से थक्के के विघटन और विघटन के साथ करना पड़ता है।

इसलिए, यह माना जाता है कि ये कोशिकाएँ कम से कम 5 प्रकार के हेपरान सल्फेट को संश्लेषित करती हैं और उनमें से कुछ निश्चित थक्के कारकों से बंधती हैं। हेपरान सल्फेट के संश्लेषण में शामिल एंजाइमों में ग्लाइकोसिलेट्रांसफेरेज़, सल्फ़ोट्रांसफेरेज़ और एपिमेरेज़ हैं।

हेपरान सल्फेट और कैंसर

हेपरान सल्फेट और हेपरान सल्फेट प्रोटियोग्लीकैन (एचएसपीजी) दोनों विभिन्न तंत्रों में शामिल हैं जो कुछ ऑन्कोजेनिक विकृति का पक्ष लेते हैं।

इसके अलावा, यह देखा गया है कि स्तन, अग्न्याशय या पेट के कैंसर की कोशिकाओं में एचएसपीजी की अधिकता है।

शामिल कारकों में, हेपरान सल्फेट और एचएसजीपी के जैवसंश्लेषण में विकार, दोनों अणुओं के संरचनात्मक परिवर्तन, एपोप्टोसिस के विनियमन में हस्तक्षेप, प्रतिरक्षा प्रणाली की चोरी की उत्तेजना, हेपरानास के संश्लेषण में वृद्धि हुई है।

बायोसिंथेसिस विकार और संरचनात्मक परिवर्तन

यह माना जाता है कि हेपरान सल्फेट जैवसंश्लेषण या एचएसपीजी में संरचनात्मक परिवर्तन एक विकार कुछ प्रकार के नियोप्लाज्म और ठोस ट्यूमर के विकास और प्रगति को प्रभावित कर सकता है।

ऑन्कोजेनिक इंडक्शन का एक तंत्र संशोधित एचएसपीजी द्वारा फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स का ओवरस्टिम्यूलेशन है; इस प्रकार कैंसर कोशिकाओं (ट्यूमर एंजियोजेनेसिस) की माइटोटिक क्षमता और डीएनए संश्लेषण में वृद्धि।

इसी तरह, यह प्लेटलेट-व्युत्पन्न विकास कारक रिसेप्टर्स की उत्तेजना पर कार्य करता है, इसी तरह के परिणाम के साथ।

एपोप्टोसिस का विनियमन

हेपरान सल्फेट और एचएसपीजी को भी सेल एपोप्टोसिस के नियमन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए, साथ ही सेल सेनेसेन्स (उम्र बढ़ने) में पाया गया है।

प्रतिरक्षा प्रणाली का उल्लंघन

इसमें शामिल एक अन्य तंत्र सेलुलर प्रतिक्रिया को दबाने की क्षमता है, जो प्रतिरक्षा प्रणाली की चोरी के कारण ट्यूमर की प्रगति के पक्ष में है।

इसके अलावा, हेपरान सल्फेट प्रोटियोग्लाइकन कैंसर की उपस्थिति के बायोमार्कर के रूप में काम कर सकता है और बदले में विशिष्ट एंटीबॉडी या अन्य दवाओं के साथ इम्यूनोथेरेपी के लिए एक लक्ष्य के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

वे जन्मजात प्रतिरक्षा को भी प्रभावित करते हैं, क्योंकि यह ज्ञात है कि एनके कोशिकाओं को कैंसर कोशिकाओं के खिलाफ सक्रिय किया जाता है जब वे प्राकृतिक साइटोटोक्सिक रिसेप्टर (एनसीआर) द्वारा लिगैंड की मान्यता के माध्यम से एचएसजीपी को बांधते हैं।

हालांकि, कैंसर कोशिकाएं हेपरानेज एंजाइम में वृद्धि को बढ़ावा देती हैं, जिसके परिणामस्वरूप एचकेजीपी (एनसीआर-एचएसपीजी) के साथ एनके किलर सेल रिसेप्टर्स की बातचीत में कमी आई है।

वृद्धि हुई सेल भेदभाव

अंत में, हेपरान सल्फेट और संशोधित एचएसपीजी की संरचनाएं सेलुलर भेदभाव की स्थिति से संबंधित हैं। कोशिकाओं है कि overexpress संशोधित हेपरान सल्फेट अणुओं को अलग करने की क्षमता को कम करने और प्रसार की क्षमता में वृद्धि करने के लिए जाना जाता है।

हेपरान सल्फेट का ह्रास

कुछ एंजाइमों का बढ़ा हुआ संश्लेषण, जैसे हेपरानैस, मेटेलोप्रोटीनैस, साथ ही प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों और ल्यूकोसाइट्स की कार्रवाई, हेपरान सल्फेट और एचएसपीजी दोनों को नीचा करके कार्य करती है।

बढ़े हुए हेपरान एंडोथेलियम की अखंडता को नष्ट कर देते हैं और कैंसर मेटास्टेसिस की संभावना को बढ़ाते हैं।

वायरस रिसेप्टर

यह माना जाता है कि हेपरान सल्फेट पेप्टिडोग्लाइकन एचपीवी वायरस को कोशिका की सतह के बंधन में शामिल कर सकता है। हालांकि, इसे लेकर अभी भी कई विवाद हैं।

हर्पीसवायरस के मामले में, चित्र बहुत स्पष्ट है। हर्पीसवायरस में वीपी 7 और वीपी 8 नामक सतह प्रोटीन होते हैं जो कोशिका की सतह पर हेपरान सल्फेट अवशेषों से बंधते हैं। इसके बाद, संलयन होता है।

दूसरी ओर, डेंगू संक्रमण में, वायरस को कोशिका से बांधना नकारात्मक आरोपों का समर्थन करता है जो हेपरान सल्फेट के पास होता है, जो वायरस को आकर्षित करता है।

इसका उपयोग एक कोरसेप्टर के रूप में किया जाता है, जो कोशिका की सतह पर वायरस के दृष्टिकोण को सुविधाजनक बनाता है, बाद में एक रिसेप्टर से जुड़ जाता है जो वायरस को सेल (एंडोसाइटोसिस) में प्रवेश करने की अनुमति देता है।

श्वसन समकालिक वायरस के मामले में एक समान तंत्र होता है, क्योंकि वायरस की सतह जी प्रोटीन हेपरान सल्फेट से बांधती है, और फिर केमोकाइन रिसेप्टर (CX3CR1) से बांधती है। यह कैसे वायरस मेजबान सेल में प्रवेश करने का प्रबंधन करता है।

हेपरान सल्फेट और अल्जाइमर और पार्किंसंस रोग के साथ इसका संबंध

इन रोगों के अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पाया है कि ताऊ प्रोटीन के फाइब्रिल का एक intracellular क्षरण या परिवर्तन होता है, जब वे हेपरान सल्फेट पेप्टिडोग्लाइकेन्स से बंधते हैं।

तंत्र प्राणियों द्वारा उत्पन्न क्षरण के समान प्रतीत होता है। यह न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों का कारण बनता है जिसे ताओफैथिस और सिन्यूक्लियोपैथिस कहा जाता है, जैसे अल्जाइमर, पिक की बीमारी, पार्किंसंस या हंटिंगटन रोग, अन्य।

संदर्भ

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