The specificity of interactions between proteins and sulfated polysaccharides

Sulfated polysaccharides are capable of binding with proteins at several levels of specificity. As highly acidic macromolecules, they can bind non-specifically to any basic patch on a protein surface at low ionic strength, and such interactions are not likely to be physiologically significant. On the other hand, several systems have been identified in which very specific substructures of sulfated polysaccharides confer high affinity for particular proteins; the best-known example of this is the pentasaccharide in heparin with high affinity for antithrombin, but other examples may be taken from the study of marine invertebrates: the importance of the fine structure of dermatan sulfate (DS) to its interaction with heparin cofactor II (HCII), and the involvement of sea urchin egg-jelly fucans in species specific fertilization. A third, intermediate, kind of specific interaction is described for the cell-surface glycosaminoglycan heparan sulfate (HS), in which patterns of sulfate substitution can show differential affinities for cytokines, growth factors, and morphogens at cell surfaces and in the intracellular matrix. This complex interplay of proteins and glycans is capable of influencing the diffusion of such proteins through tissue, as well as modulating cellular responses to them.<br>Os polissacarídeos sulfatados são capazes de se ligar às proteínas com diferentes níveis de especificidade. São macromoléculas altamente ácidas que podem se ligar de forma inespecífica a qualquer domínio básico da superfície de uma proteína em soluções com baixa força iônica, contudo tais interações não parecem ser fisiologicamente significativas. Por outro lado, foram identificados vários sistemas nos quais componentes estruturais muito específicos dos polissacarídeos sulfatados conferem alta afinidade para algumas proteínas. O exemplo mais conhecido é o pentassacarídeo da heparina com alta afinidade pela antitrombina. Outros exemplos podem ser observados no estudo de invertebrados marinhos, tais como a importância da estrutura fina do dermatam sulfato para sua interação com o cofator II da heparina e o envolvimento defucanas sulfatadas encontradas no gel que envolve osóvulos dos ouriços-do-mar na espécie especificidade da fertilização. Um terceiro exemplo de interação específica é aquele descrito para o glicosaminoglicano heparam sulfato encontrado na superfície celular. Neste caso, o padrão de sulfatação pode determinar diferentes afinidades do carboidrato por citoquinas, fatores de crescimento e outras proteínas encontradas na superfície celular e na matriz extracelular. Estas interações complexas entre proteínas e carboidratos são capazes de influenciar a difusão das proteínas através dos tecidos, assim como modelar a resposta celular a estas moléculas