- Proteoglikanų struktūra ir savybės
- Baltymas
- Gliukozaminoglikanai
- Funkcija
- Ląstelių funkcijos
- Proteoglikanų pavyzdžiai
- Aggrecano
- Pelecano
- Decorin
- Nuorodos
Kad proteoglikanų yra glikozilinti baltymų, paprastai susijusi su glikozaminoglikano pakaitų (GAG) anijoninių. Paprastai jie randami ląstelės membranos išorėje arba "užpildo" tarpląstelinę erdvę, todėl jie yra daugelio jungiamųjų audinių dalis.
Iš šių sudėtingų makromolekulių labiausiai ištirtos ir išanalizuotos stuburinių gyvūnų kremzlių ląstelės, nes juose esanti tarpląstelinė matrica sudaro daugiau kaip 90% jų sudaryto audinio sauso svorio, kai jie, be kita ko, daro įtaką, atsparumas suspaudimui.
Tarpląstelinės matricos, sudarančios hialinę kremzlę, struktūra (Šaltinis: žr. Autoriaus puslapį / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Struktūriškai proteoglikanai prisideda prie tarpląstelinės matricos organizavimo, o tai suteikia daugeliui atskirų audinių ar ląstelių fizikines savybes. Be to, jie yra svarbūs daugeliui tarpląstelinių ryšių ir signalizacijos įvykių.
Jie yra ypač gausūs, visur esantys (jų yra daugybėje ląstelių) ir sudėtingi baltymai, kurių biologines funkcijas ir biochemines savybes iš esmės lemia jų angliavandenių komponentų, pasižyminčių didele hidratacija, savybės.
Jie aktyviai dalyvauja tarpląsteliniame bendravime, adhezijos ir migracijos procesuose, taip pat yra susiję su įvairių gyvūnų audinių, tokių kaip nervų sistemos perineuroniniai tinklai, vystymusi.
Proteoglikanų struktūra ir savybės
Proteoglikanai yra tarpląstelinio paviršiaus glikozilinti baltymai, nors yra ir tokių, kuriuos galima rasti tarpląsteliniuose skyriuose. Paprastai jos yra labai gausios molekulės, tačiau jų gausa priklauso nuo nagrinėjamos ląstelės rūšies.
Paprastai angliavandenių proteoglikano dalį sudaro glikozaminoglikano molekulės, kurios yra linijiniai polisacharidai, sudaryti iš pasikartojančių disacharidų, dažniausiai iš acetilinto aminorūgščio, kuris pakaitomis keičiasi su urono rūgštimi.
Taigi bendrą jo struktūrą sudaro baltymo „šerdis“, kuri gali būti susieta su daugiau nei 100 nesusijusiomis glikozaminoglikano grandinėmis, sujungtomis O-glikozilinimo būdu.
Jie yra gana įvairios molekulės struktūros, formos ir funkcijos atžvilgiu. Pavyzdžiui, stuburinių gyvūnų ląstelėse buvo nustatyti keli skirtingų tipų baltymų ir skirtingų klasių glikozaminoglikanų deriniai, būtent:
Baltymas
- Ląstelių paviršiaus transmembraniniai baltymai (tarpląstelinė matrica)
- baltymai, kovalentiškai susiję su glikozilfosfatidilinozitolio (GPI) inkarais)
Gliukozaminoglikanai
- hialuronanas (HA)
- Chondroitino sulfatas (CS)
- Keratano sulfatas (KS)
- Dermatano sulfatas (DS)
- Heparano sulfatas (HS)
Proteoglikanų ir kai kurių glikozaminoglikanų derinių schema (Šaltinis: Mfigueiredo / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Kai kurie proteoglikanai, tokie kaip sindekanai, kurie yra transmembraniniai baltymai, yra prijungti prie 2 heparano sulfato ir 1 chondroitino sulfato grandinių; Tuo tarpu kitas proteoglikanas, agrecanas (specifinis kremzlei) turi apie 100 chondroitino sulfato ir 30 keratano sulfato grandinių.
Iš to, kas pasakyta, suprantama, kad kiekvieno baltymo glikozilinimo savybės, taip pat ląstelės, kuriai jis priklauso, tipas apibūdina kiekvieno proteoglikano tapatumą ląstelės paviršiuje.
Funkcija
Jų funkcijos priklauso nuo proteoglikanų struktūrinių savybių. Tai ypač pasakytina apie tas savybes, kurios yra susijusios su glikozaminoglikano dalimi, nes šios molekulės leidžia baltymui sąveikauti su kitais elementais ląstelės paviršiuje.
Tie baltymai, kuriuose gausu heparano sulfato liekanų, santykinai lengvai gali jungtis su skirtingais augimo faktoriais, prie kitų tarpląstelinės matricos komponentų, prie fermentų, proteazės inhibitorių, chemokinų ir kt., Todėl jie vaidina pagrindinį vaidmenį perduodant signalus į tarpląstelinę aplinką.
Taigi, proteoglikanai gali atlikti struktūrines funkcijas matricoje arba jie gali turėti daugiau specifinių funkcijų perduodant pranešimus iš tarpląstelinės aplinkos į citozolinę erdvę.
Pastaraisiais metais susidomėjimas proteoglikanų tyrimais labai išaugo. Tai yra faktas, susijęs su šių molekulių svarbos kai kurių patologinių sąlygų žmonėms išsiaiškinimu.
To pavyzdys yra Simpsono-Golabi-Behmelio sindromas (GBSS), kuriam būdingas perdėtas prenatalinis ir postnatalinis augimas, apsigimimai ir jautrumas naviko susidarymui, susijęs su mutacijomis proteoglikane, kuriame gausu heparano sulfato. ir įtvirtintas GPI.
Pagrindiniai arterijų ir kraujagyslių proteoglikanai. Parodyta baltymo šerdies molekulinė masė (Šaltinis: ALEISF / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) per „Wikimedia Commons“)
Ląstelių funkcijos
Praktiškai visi ląstelių procesai, apimantys molekulinę sąveiką ląstelės paviršiuje, pavyzdžiui, ląstelės ir matricos, ląstelės ir ląstelės bei ligando-receptoriaus sąveika, vienaip ar kitaip, turi būti susiję su proteoglikanais, nes jie gali jungtis dideliais kiekiais. kitų molekulių ir yra gausiai jų paviršiuje.
Nervų sistemos vystymosi metu, taip pat invazijos metu į naviką ir metastazių, tai yra, įvykių, susijusių su judesiais ir ląstelių išsiplėtimu ar išplėtimu, proteoglikanai atlieka labai aktyvias funkcijas.
Šie glikozilinti baltymai taip pat dalyvauja adhezijos, proliferacijos ir ląstelių formos nustatymo procesuose, o tie, kurie yra transmembraniniai baltymai, turintys citozolinį domeną, dalyvauja transdukcijos ir signalizacijos kaskadose.
Proteoglikanų pavyzdžiai
Aggrecano
Agrekaanas yra pagrindinis kremzliniame audinyje esantis proteoglikanas, susijęs su glikozaminoglikano „hialuronano“ (HA) fragmentais tarpląsteliniame chondrocitų matricoje.
Hialuronanas yra linijinis glikozaminoglikanas, sudarytas iš kintamų gliukurono rūgšties ir N-acetilgliukozamino likučių, kuriuos galima rasti ląstelės paviršiuje, tarpląstelinėje matricoje ir ląstelėse.
Hialuronanas jungiasi su agrekanu per „jungiamąjį baltymą“, kuris sudaro svarbius agregatus, kurių molekulinis svoris yra iki kelių milijonų daltonų.
Daugelis su amžiumi susijusių sąnarių ligų yra susijusios su padidėjusia agrekanų ir hialurono agregacija.
Pelecano
Inkstų glomeruluose pagrindinę membraną daugiausia sudaro proteoglikanas, žinomas kaip pelecan, susijęs su heparano sulfato dalimis. Šis proteoglikanas atlieka svarbias anijoninio krūvio selektyvumo vietas glomerulų filtravimo metu.
Šis proteoglikanas turi didžiausią baltymo šerdį, kuris buvo pastebėtas bet kurioje iš šių molekulių, ir spėjama, kad šis baltymo domenas gali sąveikauti su kitomis makromolekulėmis, esančiomis pagrindinėje membranoje.
Decorin
Decorin yra mažas intersticinis proteoglikanas, pasižymintis viena glikozaminoglikano grandine ir mažu baltymo branduoliu. Tai svarbus daugelio jungiamųjų audinių komponentas, jis jungiasi su I tipo kolageno skaidulomis ir dalyvauja tarpląstelinės matricos surinkime.
Nuorodos
- Godfrey, M. (2002). Tarpląstelinė matrica. Sergant astma ir LOPL (p. 211–218). Akademinė spauda.
- Iozzo, RV, & Schaefer, L. (2015). Proteoglikano forma ir funkcijos: išsami proteoglikanų nomenklatūra. „Matrix Biology“, 42, 11–55.
- „Muncie“, JM ir „Weaver“, VM (2018). Tarpląstelinės matricos fizikinės ir biocheminės savybės reguliuoja ląstelių likimą. „Aktualios raidos biologijos temos“ (130 tomas, p. 1–37). Akademinė spauda.
- Perrimon, N., & Bernfield, M. (2001, balandis). Ląstelinės proteoglikanų funkcijos - apžvalga. Ląstelių ir raidos biologijos seminaruose (12 tomas, Nr. 2, p. 65–67). Akademinė spauda.
- „Petty“, RE ir „Cassidy“, JT (2011). Struktūra ir funkcijos. Vaikų reumatologijos vadovėlyje (p. 6-15). PB Saunders.
- Yanagishita, M. (1993). Proteoglikanų funkcija tarpląstelinėje matricoje. „Pathology International“, 43 (6), 283–293.