Гликозаминогликаны и протеогликаны.

Гликозаминогликаны — линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды.

Гликозаминогликаны и протеогликаны образуют основное вещество межклеточного матрикса соединительной ткани.

Функции гликозаминогликановы и протеогликанов.

1. Являются структурными компонентами межклеточного матрикса.

2. Специфически взаимодействуют коллагеном, эластином и фибронектином.

3. Присоединяют большое количество катионов (Na+,K+,Ca²⁺) и H₂O и участвуют в формировании тургора различных тканей.

4. Играют роль «молекулярного сита» и препятствуют распространению патогенных микроорганизмов.

5. Гиалуроновая кислота и протеогликаны выполняют рессорную функцию в суставных хрящах.

6. Гепарансульфатсодержащие протеогликаны способствуют созданию фильтрационного барьера в почках.

7. Кератансульфаты и дерматансульфаты обеспечивают прочность роговицы.

8. Гепарин — антикоагулянт.

9. Гепарансульфаты — компоненты плазматических мембран клеток и могут функционировать как рецепторы, участвовать в клеточной адгезии и межклеточных взаимодействиях.

Гликозаминогликаны представляют собой длинные неразветвленные цепи гетерополисахаридов, которые завершаются сиаловыми кислотами, которые присоединяются к галактозе. В состав гликозаминогликана входит ксилоза, галактоза, повторяющаяся дисахаридная единица [гексуроновая кислота и аминосахар] и сиаловая кислота.

Коровый дисахаридный сиаловая

белок – серин - О - ксилоза - галактоза – галактоза - фрагмент - кислота

связующая область

гликозаминогликан

Класс гликозаминогликанов	Компоненты, входящие в состав дисахаридных единиц
Гиалуроновая кислота	1. D – глюкуроновая кислота 2. N – ацетил — О — глюкозамин
Хондроитин — 4 — сульфат	1. D – глюкуроновая кислота 2. N – ацетил — О — галактозамин — 4 — сульфат
Хондроитин — 6 — сульфат	1. D – глюкуроновая кислота 2. N – ацетил — О — галактозамин — 6 — сульфат
Дерматансульфат	1. L – идуроновая кислота. 2. N – ацетил — О — галактозамин — 4 — сульфат
Кератансульфат	1. D – галактоза 2. N – ацетил — О — галактозамин — 6 — сульфат
Гепарансульфат (гепарин)	1. D – глюкуронат — 2 сульфат 2. N – ацетил — О — глюкозамин — 6 — сульфат

Гиалуроновая кислота находится во многих органах и тканях (стекловидное тело глаза, пупочный канатик, суставная жидкость).

При заживлении ран, гиалуроновая кислота связывается с фибриновой сетью, образуя переходный матрикс, который стимулирует активацию гранулоцитов, макрофагов и фибробластов. При распаде матрикса (гиалуроновая кислота — фибрин — полимер) усиливается ангиогенез.

Дерматансульфат характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов. Он содержится в межклеточном веществе хрящей, менисков, межпозвоночных дисков в составе малых протеогликанов (бигликана и декорина).

Кератасульфаты — гетерогенные гликозаминогликаны, отличающиеся друг от друга суммарным содержанием углеводов.

а) Кератасульфат I находится в роговице глаза.

б) Кератасульфат II входит в состав агрекана и малых протеогликанов хрящевого матрикса.

В отличие от других гликозаминогликанов, кератасульфаты вместо гексуроновой кислоты содержат остаток галактозы.

Хондроитинсульфаты — содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связках, артериях, роговице глаз.

В организме встречается 2 вида хондроитинсульфатов:

- хондроитин — 4 — сульфат 4.

- хондроитин — 6 — сульфат.

Гепарин (он же гепарансульфат) — компонент противосвертывающей системы. Он синтезируется тучными клетками и находится в их гранулах. Максимальное количество гепарина обнаруживается в легких, печени и коже.

Его отличает от гликозаминогликанов большое количество N — сульфатных групп. Гепарансульфат является компонентом клеточной поверхности и образует за счет SO₃H – группы (-) отрицательный заряд.

Гликозаминогликаны отличаются высокой скоростью обмена: период жизни (Т1/2) составляет от 3 до 10 дней.

Синтез полисахаридной цепи гликозаминогликанов осуществляется путем последовательного присоединения моносахаридов. Донорами моносахаридов являются нуклеотид — сахара (УДФ — глюкоза, УДФ - галактоза и др.)

Реакцию синтеза гликозаминогликанов катализируют Ɛ-трансферазы, обладающие абсолютной субстратной специфичностью. Вначале моносахарид присоединяется к белковой молекуле, а затем начинает наращиваться вся полисахаридная цепь. Рост полисахаридной цепи завершается присоединением к ней сиаловой кислоты (ацетилированная нейраминовая кислота в циклической форме) к D — галактозе, а затем сульфированием сахаров в 4 положении. Донором сульфатных групп является ФАФС (3` - фосфоаденозин-5` фосфосульфат), при помощи Ɛ-сульфотрансферазы.

После происходит удаление полисахарида от молекулы белка и его экзоцитоз а межклеточное пространство.