Регуляция синтеза гаг
Синтез ГАГ стимулируют инсулин, СТГ, половые гормоны.
Синтез ГАГ тормозят глюкокортикоиды.
Катаболизм гаг
ГАГ отличаются высокой скоростью обмена: Т½ многих из них составляет от 3 до 10 дней (только для кератансульфата 120 дней).
Разрушение ГАГ начинается в матриксе с участием экзо- и эндогликозидаз и сульфатаз (гиалуронидаз, глюкуронидаз, галактозидаз, идуронидази др.).
Затем, из внеклеточного пространства фрагменты ГАГ фагоцитируются клетками и гидролизуются до мономеров с участием лизосомальные гидролаз.
Мукополисахаридозы
Мукополисахаридозы— заболевания, связанные с генетическим дефектом гидролаз, участвующих в катаболизме ГАГ.
Эти заболевания характеризуются избыточным накоплением ГАГ в тканях, приводящим к деформации скелета и увеличению органов, содержащих большие количества внеклеточного матрикса. Обычно поражаются ткани, в которых в норме синтезируются наибольшие количества ГАГ. В лизосомах при этом накапливаются фрагменты ГАГ, а с мочой выделяются олигосахариды из ГАГ.
Проявляются мукополисахаридозы значительными нарушениями в умственном развитии детей, поражениями сосудов, помутнением роговицы, деформациями скелета, низкой продолжительность жизни.
Эти болезни в настоящее время не поддаются лечению.
Строение и виды протеогликанов
В межклеточном матриксе присутствуют разные протеогликаны. Среди них есть очень крупные — например агрекан и версикан, и малые протеогликаны -декорин, бигликан, фибромодулин, люмикан, перлекан.
Агрекансоставляет 10% по весу исходной ткани и 25% сухого веса хрящевого матрикса. Это очень большая молекула, в которой к одной полипептидной цепи присоединены до 100 цепей хондроитинсульфатов и около 30 цепей кератансульфатов. По форме молекула агрекана напоминает бутылочный «ёршик».
В хрящевой ткани молекулы агрекана собираются в агрегаты с гиалуроновой кислотой и небольшим связывающим белком.
|
|
Строение агрекана ГК — гиалуроновая кислота; 1 — хондроитинсульфат; 2 — кератансульфат; 3 — сердцевинный белок, молекулярная масса 220 кДа, имеющий три глобулярных домена: G1, G2, G3, выполняющих разные функции. G1, обеспечивает связывание агрекана с гиалуроновой кислотой и низкомолекулярным связывающим белком. G3обеспечивает присоединение агрекана к другим молекулам межклеточного матрикса, участвует в межклеточных взаимодействиях. Между доменами G2и G3присоединяются кератансульфаты и хондроитинсульфаты. |
Конечный агрегат с молекулярной массой более 200х106Да состоит из 1 гиалуроновой кислоты и 100 молекул агрекана и 100 молекул связывающего белка.
Агрекан и связывающий белок продуцируются хондроцитами, хондроциты также осуществляют координацию сборки этих агрегатов.
Созревание функционально активного тройного комплекса составляет около 24 ч.
Специализированные белки межклеточного матрикса
Белки межклеточного матрикса выполняют различные функции, но их можно разделить на две большие группы по одному весьма важному признаку: 1) белки, обладающие адгезивными свойствами; 2) белки, подавляющие адгезию клеток.