Glicani: componenti essenziali delle biomolecole
I glicani, definiti come polisaccaridi dalla I.U.P.A.C., sono comunemente conosciuti come polisaccaridi che fanno parte di glicoproteine o glicolipidi. Essi rappresentano una classe fondamentale di biomolecole insieme a proteine, lipidi e acidi nucleici, costituiti da monosaccaridi legati tramite legame glicosidico, che può essere di tipo N-glicosidico o O-glicosidico. Questo tipo di legame contribuisce alla diversità delle macromolecole, poiché i monosaccaridi possono legarsi in modo lineare o non lineare.
Glicosilazione e classificazione dei glicani
La glicosilazione è il processo tramite il quale i glicani si legano a proteine, acidi nucleici e altre macromolecole. Questa modifica strutturale delle proteine avviene durante o dopo il processo di sintesi proteica. A seconda della disposizione dei carboidrati legati alle macromolecole, è possibile classificare i glicani.
N-glicani: legati all’asparagina
Gli N-glicani sono un tipo specifico di glicani legati all’asparagina, con l’attacco della catena glucidica che avviene nella sequenza Asn-X-Ser o Asn-X-Thr, dove X rappresenta un qualsiasi amminoacido tranne la prolina. Questi glicani influenzano le proprietà fisiche delle glicoproteine in termini di solubilità, resistenza alle proteasi ed emivita. Sono importanti anche in ambito farmaceutico, influenzando la farmacocinetica e la farmacodinamica dei biofarmaci.
O-glicani: legati a serina, treonina o idrossilisina
Gli O-glicani si formano quando gli zuccheri sono legati al peptide tramite l’atomo di ossigeno delle catene laterali di serina, treonina o idrossilisina. Questi glicani sono coinvolti nel controllo del metabolismo cellulare, nella flessibilità della cartilagine e dei tendini e durante le risposte immunitarie.
Glicoproteine ancorate al GPI
Le glicoproteine ancorate al GPI sono costituite da un fosfogliceride, noto come glicosilfosfatidilinositolo, collegato all’amminoacido C-terminale della proteina. Queste glicoproteine svolgono diverse funzioni, agendo come recettori, molecole di adesione, enzimi, trasportatori e inibitori della proteasi.
Glicosfingolipidi e glicosamminoglicani
I glicosfingolipidi sono una sottoclasse di glicolipidi presenti nelle membrane cellulari di organismi che vanno dai batteri all’uomo. Si pensa che essi modulino la funzione proteica della membrana e svolgano un ruolo cruciale nella comunicazione cellula-cellula. I glicosamminoglicani sono lunghe catene lineari formate da unità disaccaridiche ripetute, che sono importanti per varie funzioni biologiche.
In conclusione, i glicani rappresentano un elemento chiave nelle biomolecole, contribuendo a una vasta gamma di processi biologici all’interno degli organismi. La loro diversità e complessità li rendono particolarmente interessanti per la ricerca nel campo della biologia molecolare e della farmacologia.Glicosaminoglicani: strutture e funzioni
I glicosaminoglicani sono molecole costituite da unità di esosammina e acido uronico. Le unità di acido uronico possono essere specificamente acido β-D-glucuronico o acido α-L-iduronico, mentre gli amminozuccheri possono derivare da glucosio o galattosio.
Esempi di glicosaminoglicani includono l’eparina, la sulfato di condroitina e l’acido ialuronico. L’eparina, che contiene una componente peptidica di glicina e serina, è utilizzata per trattare i disturbi tromboembolici. Il solfato di condroitina è composto da una catena di zuccheri N-acetilgalattosammina e acido glucuronico ed è impiegato come terapia per l’osteoporosi e l’osteoartrite. L’acido ialuronico è formato da lunghe sequenze di acido glicuronico e N-acetilglucosammina ed è essenziale per il derma. In dermatologia estetica, viene utilizzato per ridurre le rughe e prevenire l’invecchiamento della pelle.
Funzioni dei glicosaminoglicani
I glicosaminoglicani svolgono una varietà di funzioni nel metabolismo cellulare, tra cui la sintesi proteica, il movimento e il trasporto. Queste molecole sono cruciali per il riconoscimento molecolare, giocano un ruolo nell’immunità e nell’infiammazione, e hanno anche funzioni strutturali e riserve energetiche.
