Los proteoglicanos son proteínas [1] que están muy glicosiladas . La unidad básica de proteoglicano consiste en una " proteína central " con una o más cadenas de glicosaminoglicanos (GAG) unidas covalentemente . [2] El punto de unión es una serina (Ser) residuo al que se une el glicosaminoglicano través de un puente de tetrasacárido (por ejemplo, sulfato de condroitina - GlcA - Gal -Gal- Xyl -proteína). El residuo Ser está generalmente en la secuencia -Ser- Gly -X-Gly- (donde X puede ser cualquier residuo de aminoácido excepto prolina), aunque no todas las proteínas con esta secuencia tienen un glicosaminoglicano adjunto. Las cadenas son polímeros de carbohidratos lineales largos que están cargados negativamente en condiciones fisiológicas debido a la aparición de grupos sulfato y ácido urónico . Los proteoglicanos se encuentran en el tejido conectivo .
Tipos
Los proteoglicanos se clasifican por su tamaño relativo (grandes y pequeños) y la naturaleza de sus cadenas de glucosaminoglicanos. [3] Los tipos incluyen:
Tipo | Glucosaminoglicanos (GAG) | Pequeños proteoglicanos | Proteoglicanos grandes |
---|---|---|---|
condroitín sulfato / dermatán sulfato | decorina , 36 kDa , biglicano , 38 kDa | aggrecan , 220 kDa, el principal proteoglicano en el cartílago | |
Proteoglicano de sulfato de heprano (HSPG) | sulfato de heparán / sulfato de condroitina | testicano , 44 kDa | perlecan , 400-470 kDa betaglicano ,> 300 kDa agrina ,> 500 kDa |
Proteoglicano sulfato de condroitina (CSPG) | sulfato de condroitina | bikunina , 25 kDa | neurocan , 136 kDa |
Proteoglicano de sulfato de queratán | sulfato de queratán | fibromodulina , 42 kDa lumican , 38 kDa |
Ciertos miembros se consideran miembros de la "pequeña familia de proteoglicanos ricos en leucina" (SLRP). [4] Estos incluyen decorina , biglicano , fibromodulin y lumican .
Función
Los proteoglicanos son un componente principal de la matriz extracelular animal , la sustancia de "relleno" que existe entre las células de un organismo. Aquí forman grandes complejos, tanto con otros proteoglicanos, como con hialuronano y con proteínas de matriz fibrosa, como el colágeno . La combinación de proteoglicanos y colágeno forma cartílago , un tejido resistente que generalmente está muy hidratado (principalmente debido a los sulfatos cargados negativamente en las cadenas de glicosaminoglicanos de los proteoglicanos). [5] También participan en la unión de cationes (como sodio , potasio y calcio ) y agua , y también regulan el movimiento de moléculas a través de la matriz. La evidencia también muestra que pueden afectar la actividad y estabilidad de proteínas y moléculas de señalización dentro de la matriz. [6] [7] Las funciones individuales de los proteoglicanos se pueden atribuir al núcleo de la proteína oa la cadena GAG unida. También pueden servir como lubricantes al crear un gel hidratante que ayuda a soportar la alta presión.
Síntesis
El componente proteico de los proteoglicanos es sintetizado por los ribosomas y translocado al lumen del retículo endoplásmico rugoso . La glicosilación del proteoglicano ocurre en el aparato de Golgi en múltiples pasos enzimáticos . Primero, un tetrasacárido de enlace especial se une a una cadena lateral de serina en la proteína central para que sirva como cebador para el crecimiento de polisacáridos. Luego, los azúcares se agregan de uno en uno mediante glicosiltransferasa. El proteoglicano completo se exporta luego en vesículas secretoras a la matriz extracelular del tejido.
Significación clínica
La incapacidad para degradar los proteoglicanos es característica de un grupo de trastornos genéticos , llamados mucopolisacaridosis . La inactividad de enzimas lisosomales específicas que normalmente degradan los glicosaminoglicanos conduce a la acumulación de proteoglicanos dentro de las células. Esto conduce a una variedad de síntomas de enfermedad, dependiendo del tipo de proteoglicano que no se degrada. Las mutaciones en el gen que codifica la galactosiltransferasa B4GALT7 dan como resultado una sustitución reducida de los proteoglicanos decorina y biglicano por cadenas de glucosaminoglicanos y provocan una forma espondilodisplásica del síndrome de Ehlers-Danlos . [8]
Distinción entre proteoglicanos y glicoproteínas
Citando recomendaciones para IUPAC: [9]
Una glicoproteína es un compuesto que contiene carbohidratos (o glicanos) unidos covalentemente a proteínas. El carbohidrato puede estar en forma de monosacárido, disacárido (s). oligosacárido (s), polisacárido (s) o sus derivados (por ejemplo, sulfo o fosfo sustituido). Pueden estar presentes una, unas pocas o muchas unidades de carbohidratos. Los proteoglicanos son una subclase de glicoproteínas en las que las unidades de carbohidratos son polisacáridos que contienen aminoazúcares. Dichos polisacáridos también se conocen como glicosaminoglicanos.
Referencias
- ^ Proteoglicanos en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.(MeSH)
- ^ Gerhard Meisenberg; William H. Simmons (2006). Principios de bioquímica médica . Ciencias de la salud de Elsevier. págs. 243–. ISBN 978-0-323-02942-1. Consultado el 6 de febrero de 2011 .
- ^ Iozzo, RV; Schaefer, L (marzo de 2015). "Forma y función de proteoglicanos: una nomenclatura completa de proteoglicanos" . Biología matricial . 42 : 11–55. doi : 10.1016 / j.matbio.2015.02.003 . PMC 4859157 . PMID 25701227 .
- ^ Hans-Joachim Gabius; Sigrun Gabius (febrero de 2002). Glicociencias: estado y perspectivas . John Wiley e hijos. págs. 209–. ISBN 978-3-527-30888-0. Consultado el 6 de febrero de 2011 .
- ^ Voet, Donald; Voet, Judith; Pratt, Charlotte (2016). Fundamentos de la bioquímica: la vida a nivel molecular . Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons. pag. 235. ISBN 978-1-118-91840-1.
- ^ Ibrahim, Sherif (2017). "Syndecan-1 es un marcador molecular novedoso para el cáncer de mama inflamatorio triple negativo y modula el fenotipo de las células madre del cáncer a través de las vías de señalización IL-6 / STAT3, Notch y EGFR" . Cáncer molecular . 16 (1): 57. doi : 10.1186 / s12943-017-0621-z . PMC 5341174 . PMID 28270211 .
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- ^ Seidler, Daniela (2006). "Glicosilación defectuosa de decorina y biglicano, estructura de colágeno alterada y fenotipo anormal de los fibroblastos de la piel de un paciente con síndrome de Ehlers-Danlos que lleva la nueva sustitución Arg270Cys en galactosiltransferasa I (beta4GalT-7)". Revista de Medicina Molecular . 84 (7): 583–94. doi : 10.1007 / s00109-006-0046-4 . PMID 16583246 .
- ^ "Nomenclatura de glicoproteínas, glicopéptidos y peptidoglicanos, Recomendaciones 1985" . www.qmul.ac.uk . Consultado el 16 de marzo de 2021 .
enlaces externos
- Diagrama en nd.edu