蛋白多糖

蛋白多糖

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概要

结缔组织基质中蛋白质与多糖以共价和非共价键相连构成多种巨大分子称为蛋白多糖(proteoglycans)或粘蛋白(mucoproteins)。其分子组成以多糖链为主,蛋白质部分所占比例较小。往往一条多糖链上联结多条多肽链,分子量可达数百万以上。[1]

多糖部分为糖胺多糖,又称氨基已糖多糖,由成纤维细胞产生,主要分硫酸化和非硫酸化两类。前一类主要有硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸肝素等;后一类为透明质酸,是曲折盘绕的长链大分子,构成蛋白质多糖复合物的主干,其他糖胺多糖则与蛋白质结合,形成蛋白多糖亚单位,后者再通过结合蛋白连与透明质酸长链分子形成蛋白多糖聚合体。

大量蛋白多糖聚合物形成许多微小空隙的分子筛,使基质成为限制细菌、肿瘤细胞、寄生虫等有害大分子物质扩散的防御屏障。某些能产生透明质酸酶的细菌、癌细胞等,可通过破坏基质的防御屏障而得到扩散。

蛋白多糖是一种糖蛋白(GAG),是通过一个或多个共价键与硫酸软骨素、硫酸皮肤素等连接的核心蛋白。作为细胞外基质的主要构成成分的一种,广泛分布在人体中。

GAG链为无分支长链结构。有许多硫酸基和羰基而带负电荷,由于电荷相斥GAG链呈现延伸打开的形状。另外,由于糖类的亲水性,也同时具备大量的保水能力。蛋白多糖中所含有的GAG链像海绵一样柔软的将水分吸住,并且对外界冲击的缓和以及弹性是软骨组织特有的机能。

核心蛋白具有与基质中的各种分子连接的特性。软骨蛋白多糖的N末端具有与透明质酸、连接蛋白的耦合区,通过同一分子间结合区域,使之连接在一起。C末端具有类似凝集素耦合区、类似EGF耦合区等,可以与各种其他分子进行结合。由此类特性,蛋白多糖才能与不同组织结合完成复杂的构建。

软骨蛋白多糖是根据粘多糖和核心蛋白各自不同的性质,构建出软骨特殊的基质。蛋白多糖占到组织干燥重量约50%,是担任软骨组织特殊功能的中坚力量。

蛋白多糖是按照所处位置以及GAG链的种类的不同进行分类的。软骨蛋白聚糖是丰富存在于软骨组织的大型蛋白多糖;基膜蛋白多糖则是存在于基底膜和软骨组织,而多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖存在于皮肤的成纤维母细胞中,它们都是小型蛋白多糖。

目前在由牛的动脉、肺以及猪的肺提取蛋白多糖的实验研究阶段,因此主要是注重功效和结构。为此需要能够大批量生产蛋白多糖的方法。

合成

蛋白聚糖的蛋白质成分由核糖体合成出并且被转运进入到粗面内质网的腔中。蛋白聚糖的糖基化发生在高尔基体之中,经多步酶促而成。

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