Proteoglikan
Proteoglikani su proteini[1] koji su jako glikozilirani. Osnovna proteoglikanska jedinica sastoji se od "jezgarnog proteina" sa jednim ili više kovalentno vezanih glikozaminoglikanskih (GAG) lanaca.[2] Tačka vezivanja je serinski (Ser) ostatak na koji je glikozaminoglikan spojen preko tetrasaharidnog mosta (npr. hondroitin-sulfat-GlcA-Gal-Gal- Ksil-PROTEIN). Ser ostatak je općenito u sekvenci -Ser-Gly-X-Gly- (gde X može biti bilo koji ostatak aminokiseline osim prolina), iako nema svaki protein sa ovom sekvencom vezan glikozaminoglikan. Lanci su dugi, linearni ugljikohidratni polimeri koji su negativno nabijeni u fiziološkim uvjetima zbog pojave grupa sulfata i uronske kiseline. Proteoglikani se javljaju u vezivnom tkivu.
Tipovi
urediProteoglikani su kategorizirani prema njihovoj relativnoj veličini (veliki i mali) i prirodi njihovih glikozaminoglikanskih lanaca.[3] Tipovi uključuju:
| Tip | Glikozaminoglikani (GAG) | Mali proteoglikani | Veliki proteoglikani |
|---|---|---|---|
| hondroitin sulfat/dermatan sulfat | Dekorin, 36 kDa biglikan, 38 kDa |
Agrekan, 220 kDa, glavni proteoglikan u hrskavici | |
| Heparan-sulfat proteoglikan (HSPG) |
Heparan sulfat/Hondroitin sulfat | Testikan, 44 kDa | Perlekan, 400–470 kDa betaglikan, >300 kDa agrin, >500 kDa |
| Hondroitin sulfat proteoglikan (CSPG) |
Hondroitin-sulfat | Bikunin, 25 kDa |
Neurokan, 136 kDa |
| Keratan-sulfat proteoglikan | Keratan-sulfat | Fibromodulin, 42 kDa lumikan, 38 kDa |
Određeni članovi se smatraju članovima „porodice malih proteoglikana bogatik leucinom " (SLRP).[4] To uključuje dekorin, biglikan, fibromodulin i lumikan.
Funkcija
urediProteoglikani su glavna komponenta životinjskog vanćelijskog matriksa, supstance "punila" koja postoji između ćelija u organizmu. Ovdje oni formiraju velike komplekse, kako za druge proteoglikane, za hijaluronan i za proteine fibroznog matriksa, kao što je kolagen. Kombinacija proteoglikana i kolagena formira hrskavicu, čvrsto tkivo koje je obično jako hidratizirano (uglavnom zbog negativno nabijenih sulfata u glikozaminoglikanskim lancima proteoglikana).[5] Oni su također uključeni u vezivanje kationa (kao što su natrijski, kalijski i kalcijski) i vode, a takođe regulišu kretanje molekula kroz matriks. Dokazi također pokazuju da mogu uticati na aktivnost i stabilnost proteina i signalnih molekula unutar matriksa.[6][7] Pojedinačne funkcije proteoglikana mogu se pripisati ili proteinskom jezgru ili vezanom GAG lancu. Mogu poslužiti i kao lubrikanti, stvarajući hidratantni gel koji pomaže izdržati visok pritisak.
Sinteza
urediProteinska komponenta proteoglikana se sintetiše pomoću ribosoma i translocira u lumen grubog endoplazmatskog retikuluma. Glikozilacija proteoglikana dešava se u Golgijevom aparatu u više enzimskih koraka. Prvo, posebna karika tetrasaharida je vezan za serinski bočni lanac na jezgru proteina da služi kao prajmer za rast polisaharida. Zatim se šećeri dodaju jedan po jedan pomoću glikoziltransferaze. Završeni proteoglikan se zatim eksportuje u sekretornim vezikulama u vanćelijski matriks tkiva.
Klinički značaj
urediNemogućnost razgradnje proteoglikana je karakteristična za grupu genetičkih poremećaja, zvanih mukopolisaharidoze. Neaktivnost specifičnih lizosomskih enzima koji normalno razgrađuju glikozaminoglikane dovodi do akumulacije proteoglikana unutar ćelija. To dovodi do različitih simptoma bolesti, ovisno o tipu proteoglikana koji nije razgrađen. Mutacije u genu koji kodira galaktoziltransferazu B4GALT7 rezultiraju smanjenom supstitucijom proteoglikanskih dekorina i biglikana sa glikozaminoglikanskim lancima i uzrokuju spondilodisplazijski oblik Ehlers-Danlosovog sindroma.[8]
Razlika između proteoglikana i glikoproteina
urediCitiranje iz preporuka za IUPAC:[9]
Glikoprotein je spoj koji sadrži ugljikohidrate (ili glikan) kovalentno vezan za protein. Ugljikohidrati mogu biti u obliku monosaharida, disaharida, oligosaharida, polisaharida ili njihovih derivata (npr. sulfo- ili fosfosupstituirani). Može biti prisutna jedna, nekoliko ili više jedinica ugljikohidrata. Proteoglikani su potklasa glikoproteina u kojoj su ugljikohidratne jedinice polisaharidi koji sadrže amino šećere. Takvi polisaharidi su također poznati kao glikozaminoglikani.
Reference
uredi- ^ Proteoglycans na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- ^ Gerhard Meisenberg; William H. Simmons (2006). Principles of medical biochemistry. Elsevier Health Sciences. str. 243–. ISBN 978-0-323-02942-1. Pristupljeno 6. 2. 2011.
- ^ Iozzo, RV; Schaefer, L (mart 2015). "Proteoglycan form and function: A comprehensive nomenclature of proteoglycans". Matrix Biology. 42: 11–55. doi:10.1016/j.matbio.2015.02.003. PMC 4859157. PMID 25701227.
- ^ Hans-Joachim Gabius; Sigrun Gabius (februar 2002). Glycosciences: Status and Perspectives. John Wiley and Sons. str. 209–. ISBN 978-3-527-30888-0. Pristupljeno 6. 2. 2011.
- ^ Voet, Donald; Voet, Judith; Pratt, Charlotte (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. str. 235. ISBN 978-1-118-91840-1.
- ^ Ibrahim, Sherif (2017). "Syndecan-1 is a novel molecular marker for triple negative inflammatory breast cancer and modulates the cancer stem cell phenotype via the IL-6/STAT3, Notch and EGFR signaling pathways". Molecular Cancer. 16 (1): 57. doi:10.1186/s12943-017-0621-z. PMC 5341174. PMID 28270211.
- ^ Ibrahim, Sherif (2013). "Syndecan-1 (CD138) modulates triple-negative breast cancer stem cell properties via regulation of LRP-6 and IL-6-mediated STAT3 signaling". PLOS ONE. 8 (12): e85737. Bibcode:2013PLoSO...885737I. doi:10.1371/journal.pone.0085737. PMC 3877388. PMID 24392029.
- ^ Seidler, Daniela (2006). "Defective glycosylation of decorin and biglycan, altered collagen structure, and abnormal phenotype of the skin fibroblasts of an Ehlers-Danlos syndrome patient carrying the novel Arg270Cys substitution in galactosyltransferase I (beta4GalT-7)". Journal of Molecular Medicine. 84 (7): 583–94. doi:10.1007/s00109-006-0046-4. PMID 16583246. S2CID 10165577.
- ^ "Nomenclature of glycoproteins, glycopeptides and peptidoglycans, Recommendations 1985". www.qmul.ac.uk. Pristupljeno 16. 3. 2021.