糖胺聚糖概念及功能

糖胺聚糖(GAG),是蛋白聚糖大分子中聚糖部分的总称。糖胺聚糖是由重复二糖单元构成的大线性多糖,其主要构型含有氨基糖和糖醛酸(葡糖醛酸和/或艾杜糖醛酸)。糖胺聚糖可分为硫酸软骨素硫酸皮肤素硫酸角质透明质酸、肝素及硫酸乙酰肝素等类别。

糖胺聚糖

透明质酸不是硫酸化的,但其他糖胺聚糖链在链的不同位置含有硫酸根取代基。硫酸基团以及糖醛酸导致具有负电荷的糖胺聚糖链。GAG聚合物显著大于N-聚糖或O-聚糖,并且链是线性的而不是像N-聚糖那样支化。如上图所示

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生物合成和降解

透明质酸玻尿酸)的生物合成是N-乙酰基葡糖胺和葡糖醛酸的立体特异性酶促共聚合。参与该过程的透明质酸合成酶需要UDP-N-乙酰基葡糖胺和UDP-葡糖醛酸作为糖供体,并且可以在不到一分钟内产生1,000,000道尔顿聚合物。透明质酸被透明质酸酶切割;睾丸透明质酸酶将透明质酸降解为四糖,而细菌透明​​质酸酶将透明质酸降解为二糖。在溶酶体中,透明质酸被降解为单糖N-乙酰基葡糖胺,其被再循环,并且葡糖醛酸被进一步通过戊糖磷酸途径代谢。

功能

透明质酸是细胞外基质的主要成分;它结合并保留水分子,填补胶原纤维之间的空隙。CD44是一种参与多种细胞功能的人类细胞表面糖蛋白,与透明质酸结合,而透明质酸与CD44的相互作用与恶性肿瘤侵袭有关。糖胺聚糖与多种配体的相互作用与炎症、生长、凝血、纤维蛋白溶解、脂肪分解和细胞基质生物学相关。

蛋白多糖也是细胞外基质的组分,它们与多种分子相互作用,包括细胞粘附分子和生长因子,如转化生长因子-β(TGF-β)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)。