Heparin- und Heparansulfat (HS) -Glykosaminoglykane sind lineare sulfatierte Polysaccharide, die sich auf Zelloberflächenmembranen und in extrazellulären Matrices in praktisch allen tierischen Geweben befinden. Heparin und HS sind an zellbiologischen Prozessen, Zelladhäsion und Regulation der enzymatischen Katalyse beteiligt (1). Es wurde gezeigt, dass HS-Ketten mit einer Vielzahl von Wachstumsfaktoren, Chemokinen, ECM-Proteinen und Enzymen interagieren, einschließlich Antithrombin, Fibroblastenwachstumsfaktoren und vaskulärem endothelialem Wachstumsfaktor (2). Heparin wurde weithin als Antikoagulans verwendet (3,4), und es wurde gezeigt, dass es den zellulären Prozess reguliert, indem es verschiedene Wachstumsfaktoren bindet, stabilisiert und aktiviert (5).

Heparin /HS-Ketten bestehen aus sich wiederholenden Disaccharideinheiten von GlcAß1-4GlcNAca1-4 mit polydisperser Sulfatierung, N-Acetylierung und Uronosyl-Epimerisierung. Wiederholte Disaccharidreste, die zwischen einer und drei Sulfatgruppen variieren, existieren in Heparin / HS, was zu Domänen mit hoher und niedriger Sulfatierung führt. Während der Biosynthese führt eine unvollständige Sulfatierung durch Transferasen zur Bildung strukturell komplexerer Polysaccharide als bei anderen Glykanklassen. Die Strukturaufklärung solch komplexer und vielfältiger Polysaccharide ist eine außerordentlich anspruchsvolle Aufgabe und ohne Enzymwerkzeuge nicht zu bewerkstelligen.

Heparin-Lyase-Enzyme, auch Heparinasen genannt, sind Enzyme, die die glykosidische Verknüpfung zwischen Hexosaminen und Uronsäuren spalten und bekanntermaßen Heparin- und HS-Ketten selektiv über einen Eliminationsmechanismus spalten. Heparinaseenzyme erzeugen eine Doppelbindung am nicht reduzierenden Ende der Uronsäure, die bei 232 nm absorbiert und zum Nachweis von Oligosaccharid- und Disaccharidprodukten verwendet werden kann. Es stehen drei Heparinase-Enzyme zur Verfügung: Bacteroides Heparinase I (NEB #P0735), Heparinase II (NEB #P0736) und Heparinase III (NEB #P0737). Heparinase I spaltet stark sulfatierte Heparin / HS-Ketten, Heparinase III spaltet weniger sulfatierte HS-Ketten, während Heparinase II Domänen mit hoher und niedriger Sulfatierung sowohl an Heparin als auch an HS spaltet. Heparinase I, II und III, die in Kombination verwendet werden, können eine nahezu vollständige Depolymerisation von Heparin / HS-Polysaccharidketten zu Disacchariden bewirken.

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