Heparansulfaat (HS) is een glycosaminoglycaan dat een cruciale rol speelt in talrijke cellulaire processen. Het is een belangrijk bestanddeel van proteoglycanen die zich op het celoppervlak en in de extracellulaire matrix bevinden, waar het de ontwikkeling, celsignalering en het beloop van verschillende ziekten beïnvloedt.

Structuur

Heparansulfaat bestaat uit herhalende disacharide-eenheden die bestaan uit een uronzuur (glucuronzuur of iduronzuur) en een glucosaminerest. Deze eenheden ondergaan uitgebreide modificaties, waaronder sulfatering en epimerisatie, waardoor verschillende domeinen met variabele sulfaterings patronen ontstaan. Deze structurele heterogeniteit maakt specifieke interacties met een breed scala aan eiwitten mogelijk. De biosynthese van HS verloopt niet-template-gestuurd en wordt gemedieerd door sulfotransferasen en epimerasen.

Biosynthese

HS-ketens worden opgebouwd op kernproteïnen door initiatie met xylosyltransferase, gevolgd door ketenpolymerisatie en een reeks modificatiestappen. Deze omvatten N-deacetylatie en N-sulfatering, C5-epimerisatie van glucuronzuur naar iduronzuur en O-sulfatering op de posities 2-, 6- en 3-. Enzymen zoals NDST, HS2ST, HS6ST en HS3ST reguleren de vorming van gesulfateerde domeinen, wat resulteert in weefsel-specifieke en ontwikkelingsgeregelde HS-structuren.

Functies

Heparansulfaat bindt een breed scala aan groeifactoren, cytokinen en celoppervlaktereceptoren, waardoor signaalroutes die betrokken zijn bij ontwikkeling, angiogenese en weefselhomeostase worden gemoduleerd. Het speelt een sleutelrol bij het reguleren van het lot van embryonale stamcellen en bij het bemiddelen van interacties tussen gastheercellen en pathogenen. De specificiteit van deze interacties wordt grotendeels bepaald door de sulfaterings patronen binnen de HS-ketens.