Химия у нас дома.

Гликозаминогликаны и протеогликаны.


Гликозаминогликаны — линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды. Раньше их называли мукополисахариды, так как они обнаруживались в слизистых секретах (мукоза) и придавали этим секретам вязкие, смазочные свойства. Эти свойства обусловлены тем, что гликозаминогликаны могут связывать большие количества воды, в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер.

Протеогликаны — высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5-10%) и гликозаминогликанов (90-95%). Они образуют основное вещество межклеточного матрикса соединительной ткани и могут составлять до 30% сухой массы ткани.

Белки в протегликанах представлены одной полипептидной цепью разной молекулярной массы. Полисахаридные компоненты у разных протеогликанов разные. Протеогликаны отличаются от большой группы белков, которые называются гликопротеинами. Эти белки тоже содержат олигосахаридные цепи разной длины, ковалентно присоединенные к полипептидной основе. Углеводный компонент гликопротеинов гораздо меньше по массе, чем у протеогликанов, и составляет не более 40% от общей массы. Гликопротеины выполняют в организме человека разные функции и присутствуют во всех классах белков — ферментах, гормонах, транспортных, структурных белках и др. Представители гликопротеинов — коллаген и эластин, иммуноглобулины, ангиотензиноген, трансферин, церулоплазмин, внутренний фактор Касла, тиреотропный гормон.

Гликозаминогликаны и протеогликаны, являясь обязательными компонентами межклеточного матрикса, играют важную роль в межклеточных взаимодействиях, формировании и поддержании формы клеток и органов, образовании каркаса при формировании тканей.

Благодаря особенностям своей структуры и физико-химическим свойствам, протеогликаны и гликозаминогликаны могут выполнять в организме человека следующие свойства:
1. Они являются структурными компонентами межклеточного матрикса.
2. Гликозаминогликаны и протеогликаны специфически взаимодействуют с коллагеном, эластином, фибронектином, ламинином и другими белками межклеточного матрикса.
3. Все гликозаминогликаны и протеогликаны, являясь полианионами, могут присоединять, кроме воды, большое количества катионов и таким образом участвовать в формировании тургора различных тканей.
4. Гликозаминогликаны и протеогликаны играют роль молекулярного сита в межклеточном матриксе, они припятствуют распространению патогенных микроорганизмогв.
5. Гиалуроновая кислота и протеогликаны выполняют рессорную функцию в суставных хрещах.
6. Гепарансульфатсодержащие протеогликаны способствуют созданию фильтрационного барьера в почках.
7. Кератансульфаты и дерматансульфаты обеспечивают прозрачность роговицы.
8. Гепарин — антикоагулянт.
9. Гепаринсульфаты — компоненты плазматических мембран, где они могут функционировать как рецепторы и участвовать в клеточной адгезии и межклеточных взаимодействиях. Они также выступают компонентами синаптических и других пузырьков.

Классы гликозаминогликанов

Гиалуроновая кислота находится во многих органах и тканях. В хряще она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в некоторых органах (стекловидное тело глаза, пупочный канатик, суставочная жидкость) встречается и в свободном виде. Предполагается, что в суставной жидкости гиалуроновая кислота выполняет роль смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями.

Хондроитинсульфаты — самые распространенные гликозаминогликаны в организме человека; они содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связях, артериях, роговице глаза. Хондроитинсульфаты являются важным составным компонентом агрекана — основного протеогликана хрящевого матрикса.

Кератансульфаты — наиболее гетерогенные гликозаминогликаны; отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях.

Дерматансульфаты широко распространен в тканях животных, особенно он характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапаов. В составе малых протеогликанов (бигликана и дикорина) дерматансульфат содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков, менисков.

Гепарин — важный компонент противосвертывающей системы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов). Он синтезируется тучными клетками и находится в гранулах внутри этих клеток. Наибольшие количества гепарина обнаруживается в легких, речени и коже.

Гепарансульфат находится во многих органах и тканях. Он входит в состав протеогликанов базальных мембран. Гепарансульфат является постоянным компонентом клеточной поверхности.

Статья взята из книги "Биохимия" учебник для ВУЗов под редакцией чл.-корр. РАН, проф. Е.С.Северина

Межклеточный матрикс
Коллаген
Эластин
Гликозаминогликаны и протеогликаны
Специализированные белки межклеточного матрикса

О других молекулах>>