Протеогликаны — это белки [1] , которые сильно гликозилированы . Основная единица протеогликана состоит из «основного белка » с одной или несколькими ковалентно присоединенными цепями гликозаминогликанов (GAG). [2] Точкой присоединения является остаток серина (Ser), к которому гликозаминогликан присоединен через тетрасахаридный мостик (например, хондроитинсульфат - GlcA - Gal - Gal - Xyl - PROTEIN). Остаток Ser обычно находится в последовательности -Ser- Gly -X-Gly- (где X может быть любым аминокислотным остатком, кроме пролина ), хотя не каждый белок с этой последовательностью имеет присоединенный гликозаминогликан. Цепи представляют собой длинные линейные углеводные полимеры, которые отрицательно заряжены в физиологических условиях из-за наличия групп сульфата и уроновой кислоты . Протеогликаны встречаются в соединительной ткани .
Протеогликаны классифицируются по их относительному размеру (большие и маленькие) и природе их гликозаминогликановых цепей. [3] Типы включают:
Некоторые члены считаются членами «малого семейства протеогликанов, богатых лейцином» (SLRP). [4] К ним относятся декорин , бигликан , фибромодулин и люмикан .
Протеогликаны являются основным компонентом внеклеточного матрикса животных , «наполнителем» вещества, существующего между клетками в организме. Здесь они образуют большие комплексы, как с другими протеогликанами, с гиалуронаном , так и с волокнистыми матричными белками, такими как коллаген . Сочетание протеогликанов и коллагена образует хрящ , прочную ткань, которая обычно сильно гидратирована (в основном из-за отрицательно заряженных сульфатов в гликозаминогликановых цепях протеогликанов). [5] Они также участвуют в связывании катионов (таких как натрий , калий и кальций ) и воды , а также регулируют движение молекул через матрицу. Данные также показывают, что они могут влиять на активность и стабильность белков и сигнальных молекул внутри матрицы. [6] [7] Отдельные функции протеогликанов можно отнести либо к ядру белка, либо к прикрепленной цепи ГАГ. Они также могут служить смазками, создавая гидратирующий гель, который помогает выдерживать высокое давление.
Белковый компонент протеогликанов синтезируется рибосомами и транслоцируется в просвет шероховатого эндоплазматического ретикулума . Гликозилирование протеогликана происходит в аппарате Гольджи в несколько ферментативных этапов. Сначала специальный тетрасахарид связи присоединяется к боковой цепи серина на основном белке, чтобы служить праймером для роста полисахарида. Затем сахара добавляются по одному с помощью гликозилтрансферазы. Затем готовый протеогликан экспортируется в секреторных пузырьках во внеклеточный матрикс ткани.
Неспособность расщеплять протеогликаны характерна для группы генетических заболеваний , называемых мукополисахаридозами . Неактивность специфических лизосомальных ферментов, которые обычно расщепляют гликозаминогликаны, приводит к накоплению протеогликанов внутри клеток. Это приводит к различным симптомам заболевания в зависимости от типа протеогликана, который не расщепляется. Мутации в гене, кодирующем галактозилтрансферазу B4GALT7, приводят к уменьшению замещения протеогликанов декорина и бигликана цепями гликозаминогликанов и вызывают спондилодиспластическую форму синдрома Элерса-Данлоса . [8]
Цитата из рекомендаций ИЮПАК: [9]
Гликопротеин — это соединение, содержащее углевод (или гликан), ковалентно связанный с белком. Углевод может быть в форме моносахарида, дисахарида(ов), олигосахарида(ов), полисахарида(ов) или их производных (например, сульфо- или фосфозамещенных). Может присутствовать одна, несколько или много углеводных единиц. Протеогликаны — это подкласс гликопротеинов , в которых углеводные единицы представляют собой полисахариды, содержащие аминосахара. Такие полисахариды также известны как гликозаминогликаны.