Протеогликаны - класс сложных белков внеклеточного матрикса.

Протеогликаны состоят из различных стержневых (коровых) белков,

ккоторым через N- и О-гликозидные связи присоединены олигосахариды, связанные с цепями гликозамингликанов (ГАГ).

Разные протеогликаны отличаются размерами молекул, относительным содержанием белка и набором гликозаминогликанов.

Протеогликаны выполняют функции рецепторов при сборке матрикса, облегчают клеточное прикрепление, регулируют процессы роста клеток.

Синтез и распад протеогликанов регулируют:

1) гормоны (соматотропин, тироксин, инсулин);

2) цитокины, факторы роста;

3) витамины А и С.

Гликозаминогликаны относятся к гетерополисахаридам.

Различаются по содержанию белка, длине, числу и типу ГАГ-цепей.

ГАГ делят на 2 группы: сульфатированные и несульфатированные. Сульфатированные ГАГ в свободном виде не встречаются.

Выделяют 6 типов (классов) ГАГ:

Гликозаминогликаны (ГАГ)

ГАГ - линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды. Раньше их называли мукополисахаридами, т. к. они обнаруживались

вслизистых секретах и придавали им вязкие, смазочные свойства.

Полисахаридные цепи ГАГ синтезируются путём последовательного присоединения моносахаридов, донорами которых обычно являются соответствующие УДФ - сахара.

Аминосахара и гексуроновые кислоты синтезируются из глюкозы.

Гиалуроновая кислота несет большой отрицательный заряд, высоко гидрофильна, обладает вытянутой конформацией

и образует гели при низких концентрациях.

Привлечение осмотически активных катионов вызывает набухающее давление (тургор), что придает матриксу способность противостоять силам сжатия. Является обязательным компонентом синовиальной жидкости и тканей сустава, стекловидного тела глаза и др. ММ - несколько млн. Да

Функции гиалуроновой кислоты:

1.Структурно-образовательная

2.Регуляция клеточной дифференцировки

3.Репаративная

4.Формирует «молекулярное сито»

Физико-химические свойства ГАГ

1.Большая молекулярная масса

2.ГАГ активно связывают Na+, K+, Ca2+

3.ГАГ связывают воду (200-500 молекул Н2О), обладают вязкостью

(тургор тканей, амортизация, смазочный материал)

4.Механическая защита от проникновения микроорганизмов

(«молекулярное сито»)

Катаболизм гликозаминогликанов

Распад протеогликанов - физиологический процесс, заключающийся в регулярном обновлении внеклеточных и внутриклеточных макромолекул.

ГАГ отличаются высокой скоростью обмена: период полужизни многих из них составляет от 3 до 10 сут,

кератансульфата - 120 сут.

В разрушении полисахаридных цепей участвуют экзо- и эндогликозидазы:

гиалуронидаза, глюкуронидаза, галактозидаза, сульфатазы и др.

Продуктами гидролиза являются моносахариды.

Распад ГАГ происходит в лизосомах.

Нарушение катаболизма приводят к накоплению ГАГ в лизосомах.

«Болезни накопления» или мукополисахаридозы- группа метаболических заболеваний соединительной ткани,

связанных с недостаточностью лизосомных ферментов обмена ГАГ. Прогноз неблагоприятный, влияет на продолжительность жизни (до 10 лет).

Мукополисахаридозы проявляются

-системными поражениями скелета,

-задержкой физического развития,

-грубыми функциональными нарушениями нервной системы (слабоумие), - изменениями органов (увеличением размеров печени, головы),

-сердечно - сосудистой недостаточностью и др.

Мукополисахаридозы

Катаболизм гиалуроновой кислоты ( ГК )

В теле человека (70 кг) содержится ~ 15 г ГК (50% - в коже)

Ежедневно около 5 г ГК разрушается и вновь синтезируется, то есть время «жизни» этой молекулы ограничивается несколькими днями.

ГК - самый быстро обновляемый компонент матрикса!

Интенсивный разрыв гликозидных связей происходит под действием фермента гиалуронидазы, что приводит к деполимеризации

идеструкции соединительной ткани.

Врезультате:

-нарушается фильтрующая система

-скапливается вода (развиваются отеки!)

Активный фермент содержат:

-лизосомы (обновление тканей)

-стрептококки, стафилококки (повышает патогенность)

-опухолевые клетки (облегчает метастазирование)

-змеиный яд (повышает токсичность)