Struktur og Funksjon Av Proteoglykaner

Proteoglykaner er allestedsnærværende molekyler som fungerer som kritiske komponenter i den ekstracellulære matrisen. Disse proteinene er sammensatt av glykosaminoglykankjeder som er kovalent festet til en proteinkjerne. Selv om bare en håndfull proteiner har tilbøyelighet til å bli proteoglykaner, er deres spekter av funksjoner og potensielle roller i organismeutvikling ekstremt bred.

denne artikkelen vil dekke:

• Struktur av proteoglykaner
• Cellulære funksjoner
• Signaltransduksjon
• Funksjoner i modellorganismer

Vektormin |

Struktur av proteoglykaner

Karbohydrat

Proteoglykaner fungerer som polysakkarider Snarere enn proteiner som 95% av vekten består av glykosaminoglykan. Glykosaminoglykankjedene består av vekslende heksosamin-og heksuronsyre-eller galaktoseenheter. Det er også glykopeptidkoblingsregioner som forbinder polysakkaridkjedene med kjerneproteinene som inneholder N-og / eller O-koblede oligosakkarider.

den vanlige polymersekvensen av glykosaminoglykaner er et resultat av de repeterende enhetene av glykosaminoglykankjeder. En studie av glykosaminoglykankjeder viste imidlertid markert heterogenitet i de enkelte polysakkaridenhetene.

Kjerneproteiner

Proteoglykaner kan klassifiseres på grunnlag av deres kjerneproteiner. For eksempel består en familie av store ekstracellulære kondroitinsulfatproteoglykaner som spesifikt kan interagere med hyaluronsyre. Flere proteoglykaner i den ekstracellulære matrisen og proteoglykaner som er tilstede i forskjellige bindevev tilhører denne kategorien.

En annen familie av proteoglykan består av små homologe kjerneproteiner som inkluderer en eller to glykosaminoglykankjeder. Disse små kjerneproteinene inkluderer decorin, biglycan, fibromodulin, etc. Heparansulfatproteoglykaner er tilstede i ekstracellulær eller basalmembran og er relatert til heparansulfatproteoglykan utskilt av Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) tumorcellelinje.

serglykanene er intracellulære proteoglykaner som består av kjerneproteinsekvenser av serin-og glysinenheter som er tungt substituert med heparankjeder. Alle kjerneproteiner inneholder et glykosaminoglykansubstitusjonsdomene, og de fleste proteoglykaner er festet til makromolekyler som er tilstede i den ekstracellulære matrisen gjennom domener som er tilstede i kjerneproteinene.

Glykosaminoglykan-substitusjonsdomener

glykosaminoglykankjedene er bundet til serinrester som er tilstede i kjerneproteinene. Forlengelsen av kjeden initieres ved xylosylering av spesifikke serinrester. Serinenhetene som er utsatt for xylosylering, forekommer i den spesifikke tetrapeptid-sekvensen som foregår av noen få sure rester. Syntetiske peptider som inneholder denne sekvensen har vist seg å være tilstrekkelige substrater for xylosylering in vitro.

Cellulære funksjoner

Alle cellulære prosesser involverer interaksjoner på overflaten av cellen, inkludert samspillet mellom cellen og matrisen, med andre celler, så vel som med ligander. Disse interaksjonene involverer proteoglykaner siden disse molekylene binder ivrig med proteinene og er rikelig tilstede på overflaten.

i en studie ble rollen som heparansulfatproteoglykaner beskrevet i de kritiske utviklingsstadiene, inkludert generering og differensiering av nevroner, aksonal veiledning,synapsutvikling, etc.

en av de kritiske atferdene til tumorceller er en lokal invasjon og fjern metastase. Disse atferdene innebærer å overholde celler, motilitet og vekst – alle disse faktorene påvirkes av proteoglykaner.

En annen studie viste at heparansulfat proteoglykaner kan enten hemme eller forbedre disse aktivitetene basert på celle-eller vevstype, patofysiologi av svulsten, og det spesifikke trinn av metastase som er berørt.

Signaltransduksjon

de to store familiene av heparansulfatproteoglykaner på celleoverflaten er syndekaner og glypikaner. Disse to familiene binder seg til flere vekstfaktorer og matriksproteiner og er involvert i ulike signaltransduksjonsveier som er involvert i spredning av celler og celleformendringer.

Syndekaner er transmembranproteiner som er koblet til cellemembranen ved hjelp av glykosylfosfatidylinositol (GPI) lipidankre. Det er fire kjente pattedyrssyndekanproteiner. Mens strukturen til disse proteinene er ganske lik flere delte cytoplasmatiske, juxtamembrane og transmembrane domener, har de også forskjellige regioner og fordelinger inne i celler. Både konserverte og divergerende proteinpartnere har roller i de cellulære og utviklingsmessige funksjonene til proteoglykaner.

Nyere studier utført I Drosophila, mus og mennesker viste hvordan proteoglykaner kan være innblandet i cellevekst og differensiering. De har også spesielle roller for å regulere molekylene som er involvert i signalveier, som Fgf, Bmp, Wnt, Hhs, Igf, etc. Imidlertid er den nøyaktige mekanismen for hvordan disse molekylene fungerer fortsatt ikke helt forstått.

Funksjoner i modellorganismer

Det Meste av informasjonen om hvordan proteoglykaner fungerer kommer fra studier I bananflue Og nematodeorm, Caenorhabditis elegans. Mange av pattedyrcellens overflate heparansulfat proteoglykaner har homologer i fly og orm.

mens det er mange forskjeller i struktur og funksjon når fly og pattedyrsystemer sammenlignes, er flere funksjoner Av Drosophila glypicans og syndecan etterlignet i pattedyr, noe som tyder på konserverte funksjoner.

Videre Lesing

• Alt Celleadhesjonsinnhold
• Hva Er Celleadhesjon?
• Cell-Matrix Adhesjon Oversikt
• Hva Er Den Ekstracellulære Matrisen?
• Hva Er Epitel-Mesenkymal Overgang (EMT)?

Sitater