A proteoglikánok szerkezete és funkciója

a proteoglikánok mindenütt jelenlévő molekulák, amelyek az extracelluláris mátrix kritikus komponenseiként működnek. Ezek a fehérjék glikozaminoglikán láncokból állnak, amelyek kovalensen kapcsolódnak egy fehérjemaghoz. Annak ellenére, hogy csak egy maroknyi fehérje hajlamos arra, hogy proteoglikánokká váljon, funkcióik és potenciális szerepük a szervezet fejlődésében rendkívül széles.

ez a cikk a következőket tartalmazza:

• a proteoglikánok szerkezete
• sejtfunkciók
• jelátvitel
• funkciók modellszervezetekben

Vektormin |

a proteoglikánok szerkezete

szénhidrát

a proteoglikánok poliszacharidként hatnak a fehérjék helyett tömegük 95% – a glikozaminoglikán. A glikozaminoglikán láncok váltakozó hexózamin, hexuronsav vagy galaktóz egységekből állnak. Vannak olyan glikopeptidkötési régiók is, amelyek összekapcsolják a poliszacharidláncokat az n – és/vagy O-kapcsolt oligoszacharidokat tartalmazó magfehérjékkel.

a glikozaminoglikánok szabályos polimer szekvenciája a glikozaminoglikán láncok ismétlődő egységeinek eredménye. A glikozaminoglikán láncok vizsgálata azonban jelentős heterogenitást tárt fel az egyes poliszacharid egységekben.

Magfehérjék

a proteoglikánok a magfehérjék alapján osztályozhatók. Például egy család nagy extracelluláris kondroitin-szulfát-proteoglikánokból áll, amelyek specifikusan kölcsönhatásba léphetnek a hialuronsavval. Ebbe a kategóriába tartoznak az extracelluláris mátrixban található proteoglikánok és a különböző kötőszövetekben jelen lévő proteoglikánok.

a proteoglikán egy másik családja kis homológ magfehérjékből áll, amelyek egy vagy két glikozaminoglikán láncot tartalmaznak. Ezek a kis magfehérjék közé tartozik a decorin, biglycan, fibromodulin stb. A heparán-szulfát proteoglikánok az extracelluláris vagy az alapmembránban vannak jelen, és kapcsolatban állnak az Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) tumorsejtvonal által kiválasztott heparán-szulfát proteoglikánnal.

a szerglikánok intracelluláris proteoglikánok, amelyek a szerin és glicin egységek magfehérjeszekvenciáiból állnak, amelyek heparánláncokkal erősen szubsztituáltak. Minden magfehérje tartalmaz egy glikozaminoglikán szubsztitúciós domént, és a proteoglikánok többsége az extracelluláris mátrixban lévő makromolekulákhoz kapcsolódik a magfehérjékben lévő doméneken keresztül.

glikozaminoglikán-szubsztitúciós domének

a glikozaminoglikán láncok a magfehérjékben jelen lévő szerinmaradékokhoz kötődnek. A lánc megnyúlását specifikus szerinmaradékok xilozilezésével indítják el. A xilozilezésre érzékeny szerinegységek a specifikus tetrapeptid szekvenciában fordulnak elő, amelyet néhány savas maradék előz meg. Az ezt a szekvenciát tartalmazó szintetikus peptidek in vitro megfelelő szubsztrátoknak bizonyultak a xilozilezéshez.

celluláris funkciók

minden sejtes folyamat kölcsönhatásokat tartalmaz a sejt felszínén, beleértve a sejt kölcsönhatását a Mátrixszal, más sejtekkel, valamint a ligandumokkal. Ezek a kölcsönhatások proteoglikánokkal járnak, mivel ezek a molekulák mohón kötődnek a fehérjékhez, és bőségesen jelen vannak a felszínen.

egy tanulmányban leírták a heparán-szulfát proteoglikánok szerepét a fejlődés kritikus szakaszaiban, beleértve a neuronok generálását és differenciálódását, az axonális vezetést, a szinapszis fejlődését stb.

a tumorsejtek egyik kritikus viselkedése a helyi invázió és a távoli metasztázis. Ezek a viselkedések magukban foglalják a sejtekhez való tapadást, a motilitást és a növekedést – mindezeket a tényezőket a proteoglikánok befolyásolják.

egy másik tanulmány kimutatta, hogy a heparán-szulfát proteoglikánok gátolhatják vagy fokozhatják ezeket a tevékenységeket a sejt-vagy szövettípus, a daganat patofiziológiája, valamint az érintett metasztázis specifikus lépése alapján.

jelátvitel

a sejtfelszíni heparán-szulfát proteoglikánok két fő családja a syndecans és a glypicans. Ez a két család számos növekedési faktorhoz és mátrixfehérjéhez kötődik, és részt vesz a különböző jelátviteli útvonalakban, amelyek szerepet játszanak a sejtek proliferációjában és a sejt alakváltozásában.

a Szindekánok transzmembrán fehérjék, amelyek glikozil-foszfatidilinozit (GPI) lipidhorgonyok segítségével kapcsolódnak a sejtmembránhoz. Négy emlős szindekán fehérje ismert. Bár ezeknek a fehérjéknek a szerkezete meglehetősen hasonló számos közös citoplazmatikus, juxtamembrán és transzmembrán doménhez, különálló régiókkal és eloszlásokkal rendelkeznek a sejteken belül. Mind a konzervált, mind a divergens proteinpartnerek szerepet játszanak a proteoglikánok sejt-és fejlődési funkcióiban.

a Drosophila-n, egereken és embereken végzett legújabb vizsgálatok azt mutatták, hogy a proteoglikánok szerepet játszhatnak a sejtnövekedésben és a differenciálódásban. Különleges szerepük van a jelátviteli útvonalakban részt vevő molekulák szabályozásában is, például FGFs, BMP, Wnts, Hhs, IGFs stb. Ezeknek a molekuláknak a működésének pontos mechanizmusa azonban még mindig nem teljesen ismert.

funkciók modellszervezetekben

a proteoglikánok működésével kapcsolatos legtöbb információ a gyümölcslégy és a fonálféreg, a Caenorhabditis elegans vizsgálatából származik. Az emlős sejtfelszíni heparán-szulfát proteoglikánok közül soknak van homológja a légyben és a féregben.

míg a légy és az emlős rendszerek összehasonlításakor sok különbség van a szerkezetben és a funkcióban, a Drosophila glypicans és a syndecan számos funkcióját utánozzák az emlősökben, ami konzervált funkciókra utal.

további adatok

• összes Sejtadhéziós tartalom
• mi a sejt-sejt Adhézió?
• sejt-mátrix Adhézió áttekintés
• mi az extracelluláris mátrix?
• mi az epitheliális-mezenchimális átmenet (EMT)?

Idézetek