Glycosaminoglykanen

Glycosaminoglykane (GAGs) sind lange, unverzweigte Polysaccharide, die aus wiederholenden Disaccharid-Einheiten bestehen. Typischerweise enthalten sie einen Aminozucker (N-Acetylglucosamin oder N-Acetylgalactosamin) und eine uronsäure wie Glucuronsäure oder Iduronsäure; viele GAGs sind stark sulfatiert, wodurch sie eine negative Ladung tragen und Wasser anziehen. Ausnahmen bildet Hyaluronsäure (Hyaluronan), ein nicht sulfatiertes GAG, das nicht kovalent an Proteine gebunden ist und in großen Ketten vorkommt.

Die wichtigsten GAG-Klassen sind Hyaluronan, Chondroitinsulfat, Dermatan-Sulfat, Heparansulfat, Heparin und Keratansulfat. In der Zelloberfläche oder der extrazellulären Matrix liegen sie oft als Bestandteile von Proteoglykanen vor; Hyaluronan bildet oft große Aggregate mit Proteoglykanen wie Aggrekan in Knorpelgewebe.

Biosynthese und Abbau: GAGs werden in der Golgi-Apparatur zu Proteoglykanen an Coreproteinen gebunden (außer Hyaluronan). Hyaluronan wird an der Zelloberfläche durch Hyaluronan-Synthasen verlängert. Der Abbau erfolgt überwiegend in Lysosomen durch spezialisierte Hydrolasen und Sulfatasen; Störungen verursachen Mucopolysaccharidosen.

Funktionen: GAGs tragen zur mechanischen Festigkeit, Schmierung und Hydratation von Geweben bei und regulieren Signale, indem sie Wachstumsfaktoren, Zytokine und Rezeptoraktivität binden. Heparin wirkt als Antikoagulans; Hyaluronan beeinflusst Viskosität und Gewebeviskosität, während CS/DS und KS Signalwege modulieren können.