Sulfato de queratano (KS) es un glicosaminoglicano sulfatado caracterizado por su esqueleto de poli-N-acetillactosamina, presente predominantemente en el estroma corneal, cartílago y tejidos cerebrales. A diferencia de otros glicosaminoglicanos, el KS carece de ácidos urónicos y depende de la sulfatación para conferir su naturaleza aniónica, contribuyendo a la hidratación tisular y la integridad estructural.
Estructura química
El KS está compuesto por unidades disacáridas repetitivas de D-galactosa (Gal) y N-acetil-D-glucosamina (GlcNAc) unidas por β1-4. La sulfatación ocurre principalmente en la posición 6 de GlcNAc y de forma variable en Gal. Las cadenas muestran heterogeneidad regional, incluyendo tramos de poli-N-acetillactosamina no sulfatados, dominios mono-sulfatados y regiones altamente sulfatadas, a menudo terminadas con ácido siálico o fucosa. El KS tiene típicamente un peso molecular de 10–20 kDa por cadena y se une a proteínas centrales como lumican, keratocan y agrecano mediante enlaces N- u O-.
Propiedades fisicoquímicas
Los grupos sulfato confieren carga negativa, mejorando la hidratación y viscoelasticidad, aunque el KS es menos ácido que los glicosaminoglicanos que contienen ácidos urónicos. En solución forma espirales extendidas e hidratadas y resiste la degradación enzimática gracias a residuos terminales. El KS interactúa electrostáticamente con cationes y proteínas. Las isoformas tisulares específicas incluyen KS-I (corneal; N-glicosilación) y KS-II (cartílago; enlace O), reflejando vías biosintéticas distintas.
Biosíntesis y distribución
La biosíntesis de KS comienza en el aparato de Golgi con la transferencia de GlcNAc a asparagina (KS-I) o a residuos de serina/treonina (KS-II). Los pasos posteriores involucran galactosilación, elongación de la cadena vía enzimas β1-4GalT y β1-3GlcNAcT, y sulfatación catalizada por GlcNAc6ST y Gal6ST. El KS es abundante en la córnea —representando hasta el 90 % de los proteoglicanos— y también se encuentra en discos intervertebrales, tejido cerebral y cartílago articular, donde contribuye a la organización de la matriz extracelular.
Funciones biológicas
En la córnea, el KS preserva la transparencia y regula el espaciamiento de las fibrillas de colágeno mediante su asociación con proteoglicanos pequeños ricos en leucina. En cartílago y tejidos cerebrales proporciona amortiguación mecánica, modula interacciones con factores de crecimiento (p. ej., FGF, TGF-β) y apoya el desarrollo y plasticidad neuronal. Los patrones de sulfatación codifican especificidad molecular para la señalización celular, estructuración de la matriz extracelular y regulación de la inflamación.