Sulfato de queratana (KS) é um glicosaminoglicano sulfatado caracterizado pela sua espinha dorsal de poli-N-acetillactosamina, predominantemente presente no estroma corneano, cartilagem e tecidos cerebrais. Ao contrário de outros glicosaminoglicanos, o KS não possui ácidos urônicos e depende da sulfatação para conferir sua natureza aniônica, contribuindo para a hidratação tecidual e integridade estrutural.
Estrutura química
O KS é composto por unidades dissacarídicas repetitivas de β1-4-ligadas D-galactose (Gal) e N-acetil-D-glicosamina (GlcNAc). A sulfatação ocorre principalmente na posição 6 da GlcNAc e de forma variável na Gal. As cadeias apresentam heterogeneidade regional, incluindo trechos de poli-N-acetillactosamina não sulfatados, domínios mono-sulfatados e regiões altamente sulfatadas, frequentemente terminadas com ácido siálico ou fucose. O KS tem tipicamente peso molecular de 10–20 kDa por cadeia e se liga a proteínas centrais como lumican, queratocano e agrecano por meio de ligações N- ou O-.
Propriedades fisicoquímicas
Grupos sulfato conferem carga negativa, aumentando a hidratação e viscoelasticidade, embora o KS seja menos ácido que glicosaminoglicanos contendo ácidos urônicos. Em solução forma espirais estendidas e hidratadas e resiste à degradação enzimática devido a resíduos de terminação. O KS interage eletrostaticamente com cátions e proteínas. Isoformas específicas de tecido incluem KS-I (corneano; N-glicosilação) e KS-II (cartilagem; ligação O), refletindo vias biossintéticas distintas.
Biossíntese e distribuição
A biossíntese do KS começa no aparelho de Golgi com a transferência de GlcNAc para asparagina (KS-I) ou para resíduos de serina/treonina (KS-II). Etapas subsequentes envolvem galactosilação, alongamento da cadeia via enzimas β1-4GalT e β1-3GlcNAcT, e sulfatação catalisada por GlcNAc6ST e Gal6ST. O KS é abundante na córnea —representando até 90 % dos proteoglicanos— e também encontrado em discos intervertebrais, tecido cerebral e cartilagem articular, onde contribui para a organização da matriz extracelular.
Funções biológicas
Na córnea, o KS preserva a transparência e regula o espaçamento das fibrilas de colágeno por associação com proteoglicanos pequenos ricos em leucina. Em cartilagem e tecidos cerebrais fornece amortecimento mecânico, modula interações com fatores de crescimento (ex.: FGF, TGF-β) e apoia o desenvolvimento e plasticidade neuronal. Padrões de sulfatação codificam especificidade molecular para sinalização celular, estruturação da matriz extracelular e regulação da inflamação.