ABSTRACT
Dermatan sulfate (DS) is a member of the family of structurally complex, sulfated, linear heteropolysaccharides called glycosaminoglycans (GAGs). It has a similar structure to heparin and heparan sulfate (HS), but with acetylgalactosamine replacing glucosamine, and the uronic acid moiety, mainly iduronic, joined 1-->3 to the hexosamine. We are studying the relationships between structure and activities of dermatan sulfate, in particular those associated with the thrombin inhibition mediated by heparin cofactor II (HCII). As we have demonstrated with heparin, a small fraction of dermatan sulfate was isolated by precipitation with the first component of the complement system, under very specific conditions of low ionic strength, and the presence of calcium ions. The sulfate content and the anticoagulant activity of the dermatan sulfate fraction isolated in the precipitate were three and four times greater respectively than the starting material. Our in vivo studies showed that this fraction has threefold higher thrombolytic activity than the DS. All these results suggest that this fraction could be used as a therapeutic agent for thrombi dissolution.
Subject(s)
Anticoagulants/chemistry , Anticoagulants/pharmacology , Complement C1/metabolism , Dermatan Sulfate/chemistry , Dermatan Sulfate/pharmacology , Acetylgalactosamine/chemistry , Animals , Anticoagulants/isolation & purification , Anticoagulants/metabolism , Calcium/chemistry , Chemical Precipitation , Complement C1/chemistry , Complement C1/isolation & purification , Dermatan Sulfate/isolation & purification , Dermatan Sulfate/metabolism , Fibrinolytic Agents/pharmacology , Hexosamines/chemistry , Iduronic Acid/chemistry , Male , Osmolar Concentration , Rats , Rats, Wistar , Structure-Activity Relationship , Sulfates/chemistryABSTRACT
La heparina inhibe la coagulación uniéndose a la antitrombina y aumentando miles de veces la velocidad con que esa glicoproteína inhibe la trombina. Otra de las importantes actividades biológicas de la heparina es inhibir el sistema del complemento humano. Los resultados obtenidos por distintos autores indican que estas dos actividades, anticoagulante y anticomplementaria, residen en distintos segmentos de la heparina. El objetivo de esta investigacion fue estudiar como pueden reconocerse las macromoléculas tan diferentes que intervienen en ambos procesos. Se utilizó un sistema sencillo constituido por la heparina y la lectina Concanavalina A. Se logró precipitar de la heparina la fracción activa que posee alta afinidad por la antitrombina y gran actividad anticoagulante. Fueron imprescindibles condiciones experimentales muy específicas de baja fuerza iónica y la presencia de iones calcio. Los experimentos se extendieron a un sistema fisiológico reemplazando la Concanavalina A por el primer componente del sistema del complemento humano, el complejo proteico C1. Se comprobó que manteniendo las condiciones experimentales anteriores se aislaba en el precipitado de la interacción con el C1 una subpoblación de la heparina con gran afinidad por la antitrombina y muy alta actividad anticoagulante. Se concluye que el complejo proteico C1 reconoció en la heparina la fracción activa de la misma donde se encuentra el segmento de gran afinidad por la antitrombina
Subject(s)
Humans , Antithrombins , Complement C1 , Concanavalin A , Glycosaminoglycans , Heparin , In Vitro Techniques , Anticoagulants , Clinical Laboratory Techniques , Complement System Proteins , Heparin , Heparin, Low-Molecular-Weight , Models, MolecularABSTRACT
La heparina inhibe la coagulación uniéndose a la antitrombina y aumentando miles de veces la velocidad con que esa glicoproteína inhibe la trombina. Otra de las importantes actividades biológicas de la heparina es inhibir el sistema del complemento humano. Los resultados obtenidos por distintos autores indican que estas dos actividades, anticoagulante y anticomplementaria, residen en distintos segmentos de la heparina. El objetivo de esta investigacion fue estudiar como pueden reconocerse las macromoléculas tan diferentes que intervienen en ambos procesos. Se utilizó un sistema sencillo constituido por la heparina y la lectina Concanavalina A. Se logró precipitar de la heparina la fracción activa que posee alta afinidad por la antitrombina y gran actividad anticoagulante. Fueron imprescindibles condiciones experimentales muy específicas de baja fuerza iónica y la presencia de iones calcio. Los experimentos se extendieron a un sistema fisiológico reemplazando la Concanavalina A por el primer componente del sistema del complemento humano, el complejo proteico C1. Se comprobó que manteniendo las condiciones experimentales anteriores se aislaba en el precipitado de la interacción con el C1 una subpoblación de la heparina con gran afinidad por la antitrombina y muy alta actividad anticoagulante. Se concluye que el complejo proteico C1 reconoció en la heparina la fracción activa de la misma donde se encuentra el segmento de gran afinidad por la antitrombina (AU)
Subject(s)
Humans , In Vitro Techniques , Heparin/physiology , Antithrombins/physiology , Complement C1/physiology , Concanavalin A , Glycosaminoglycans , Heparin/isolation & purification , Complement System Proteins , Clinical Laboratory Techniques , Heparin, Low-Molecular-Weight , Anticoagulants , Models, MolecularABSTRACT
Antithrombin (AT) high affinity of unfractionated heparin (UFH) resides in a specific pentasaccharide sequence. Heparin also regulates complement activity on the classical and the alternative pathways. Most experimental pieces of evidence accumulated show that these important activities reside in different segments of the heparin molecule. We demonstrated in previous papers that a low ionic strength and the presence of calcium ions are essential to detect specific interactions between glycosaminoglycans and proteins. Then these very strict conditions were used, and we demonstrated that the first protein complex of the human complement cascade recognizes in the UFH a fraction with very high anticoagulant activity. After isolation from the precipitate of the interaction, this fraction of heparin also contained the pentasaccharide sequence responsible for the great affinity with AT: in fact, it was strongly bound to a resin of AT agarose, and to detach it, an ionic strength of 0.6 M sodium chloride was required. In this way, the heparin regions responsible for the anticoagulant activity and also for the effects over the complement system were identified on the same short segment of the heparin molecule, which includes the active fraction of the glycosaminoglycan. The differences with early results could be explained by our experimental conditions of low ionic strength and the presence of calcium ions used for the interaction of the protein and the glycosaminoglycan.
