Proteoglykane

Proteoglykanen zijn glycoproteïnen die bestaan uit een kernproteïne waaraan één of meer glycosaminoglykanen (GAGs) covalent zijn bevestigd. Ze maken deel uit van het extracellulaire matrix en van het celoppervlak en spelen een centrale rol in de structuur, hydratatie en signaalregulatie van weefsels.

GAGs zijn lange, sterk gepolariseerde polysaccharideketens met negatieve lading door sulfaatgroepen. Voorbeelden zijn chondroïtansulfaat, dermato-sulfaat, heparansulfaat en keratan-sulfaat. Hyaluronan (hyaluronzuur) bindt niet covalent aan het kernproteïne maar kan samen met proteoglykanen grote matrixaggregaten vormen, zoals aggrecan in kraakbeen, mede dankzij linkerproteïne.

Functies van proteoglykanen omvatten structurele ondersteuning en hydratatie van de ECM, modulatie van signaling door gebonden groeifactoren en chemokines, en regulatie van celadhesie, migratie en proliferatie. Sommige proteoglykanen op het celoppervlak, zoals syndecans en glypicans, functioneren als co-receptoren voor groeifactoren en andere signaalmoleculen.

Locatie en interacties: proteoglykanen komen voor in de extracellular space en op celmembranen. Decorine en biglycan zijn veel voorkomende ECM-proteoglykanen; versican, aggrecan en decorin leveren specifieke functies in respectievelijk weefsels zoals kraakbeen. De verbinding met hyaluronan en linkerproteïne beperkt de ruimte en trekt water aan.

Biosynthese en maturatie: de kernproteïne wordt in het ruwe endoplasmatisch reticulum en Golgi gesynthetiseerd; GAG-ketens worden op serine-residues opgebouwd via een tetrasaccharide koppeling (xylose-galactose-galactose-glucuronzuur) en vervolgens verlengd, gesulfateerd en gemodificeerd. Hyaluronan wordt apart gesynthetiseerd en vormt samen met proteoglykanen grote structuren.