Arabinogalactan

Struktur von Arabinogalactan

Das reduzierende Ende von mikrobiellem Arabinogalactan besteht aus der Endsequenz →5)-D-Galf-(1→4)-L-Rhap-(1→3)-D-GlcNAc. Innerhalb der funktionellen Gruppe des Peptidoglykans befindet sich auch ein Muramyl-6-P. Das Mykolylarabinogalaktan der Mykobakterien ist über die actinomycetenspezifische Diglykosylphosphorylbrücke L-Rhap-(1→3)-D-GlcNAc-(1→P) an das Peptidoglykan gebunden.

Arabinogalaktan enthält eine Galaktankette mit abwechselnd 5-verknüpften β-D-Galaktofuranosyl- (Galf) und 6-verknüpften β-D-Galf-Resten. Die Arabinan-Ketten sind an C-5 einiger der 6-verknüpften Galf-Reste gebunden. Es gibt drei große strukturelle Domänen für Arabinan. Die erste ist eine Domäne, die aus linearen 5-verknüpften α-D-Araf-Resten besteht. Die zweite ist eine Domäne mit verzweigten 3,5-verknüpften α-D-Araf-Resten, die an beiden verzweigten Positionen mit 5-verknüpften α-D-Araf-Einheiten substituiert sind, und die dritte ist eine terminale, nicht-reduzierende Domäne für End-Arabinan, die aus einem 3,5-verknüpften α-D-Araf-Rest besteht, der an beiden verzweigten Positionen mit dem Disaccharid β-D-Araf-(1→2)- α-D-Araf substituiert ist. Diese drei Arabinan-Ketten sind an den Resten 8, 10 und 12 an das Galaktan gebunden.

Das nicht-reduzierende Ende des Arabinogalaktans ist kovalent an die Mykolsäuren der äußeren Membran gebunden. Die Hydrophobie der Mykolsäuren stellt eine Barriere für das Eindringen von Medikamenten dar. Darüber hinaus ist das Mykolyl-Arabinogalaktan-Peptidoglykan für Aspekte der Krankheitspathogenese und einen Großteil der Antikörperreaktion bei Infektionen verantwortlich. Die Mykolylsubstituenten sind selektiv und gleichmäßig auf die 5-Hydroxylfunktionen der terminalen und vorletzten 2-verknüpften Araf-Reste verteilt. Die Mykolylreste sind in Vierergruppen an der nicht reduzierenden terminalen Pentaarabinosyleinheit (β-Araf-(1→2)-α-Araf)2-3,5-α-Araf geclustert. Somit ist die Mehrheit (66 %) der Pentaarabinosyleinheiten durch Mykolsäuren substituiert, während die Minderheit (33 %) für die Interaktion mit dem Immunsystem zur Verfügung steht.

Ungefähr eine der drei an die Galaktankette gebundenen Arabinosylketten enthält Succinylgruppen. Obwohl eine Succinylgruppe am häufigsten vorkommt, können bis zu drei Succinylgruppen pro freigesetztem Arabinanfragment auf Oligo-Arabinanen gefunden werden. Mit GalNH2 substituierte Arabinanfragmente sind jedoch nicht succinyliert. Wichtig ist, dass im Fall von M. tuberculosis, und wahrscheinlich in allen langsam wachsenden Organismen, sowohl positive Ladung (protoniertes GalNH2 als GalNH3+) als auch negative Ladung (Succinyl) in den mittleren Regionen des Arabinans vorhanden sind, insbesondere an O-2 der inneren 3,5-α-D-Araf-Einheiten. Die Succinylreste befinden sich an der nicht-mykolisierten Kette. Kürzlich wurde ein vollständiges primäres Modell des Arabinogalaktans vorgeschlagen.