Glykosaminoglykan
Synonyme: GAG, Saures Mukopolysaccharid, Saures Polysaccharid
Englisch: glycosaminoglycan
1. Definition
Glykosaminoglykane sind aus repetitiven Disaccharid-Einheiten bestehende, linear aufgebaute, saure Polysaccharide, die ein wichtiger Bestandteil der extrazellulären Matrix des Bindegewebes sind.
2. Biochemie
Die Disaccharid-Einheiten der Glykosaminoglykane bestehen aus Estern einer Uronsäure. Meist handelt es sich um Glucuronsäure, seltener um Iduronsäure. Die Disaccharid-Einheiten sind 1-3-glykosidisch mit einem Aminozucker (z.B. N-Acetylglucosamin) verbunden. Die Kettenbildung der Disaccharid-Einheiten erfolgt durch 1-4-glykosidische Bindungen.
Durch entsprechende Seitengruppen (Hydroxyl-, Carboxy- oder Sulfatgruppen) sind die Moleküle negativ geladen. Glykosaminoglykane können in sulfatierte und nicht-sulfatierte Glykosaminoglykane eingeteilt werden. Hyaluronsäure (Hyaluronan) ist das einzige nicht-sulfatierte Glykosaminoglykan.
3. Überblick
| Glykosaminglykan | Bestandteile der Disaccharideinheit | Vorkommen |
|---|---|---|
| Hyaluronan (HA) | Glucuronsäure, N-Acetylglucosamin | Synovialflüssigkeit, Glaskörper, Nabelschnur |
| Chondroitin-4-sulfat (Chondroitinsulfat A) |
Glucuronsäure, N-Acetylgalactosamin mit einer Sulfatgruppe an C4 | Knorpel, Aorta |
| Chondroitin-6-sulfat (Chondroitinsulfat C) |
Glucuronsäure, N-Acetylgalactosamin mit einer Sulfatgruppe an C6 | Herzklappen |
| Dermatansulfat (Chondroitinsulfat B) |
Glucuronsäure oder Iduronsäure, N-Acetylgalactosamin mit einer Sulfatgruppe an C4 | Haut, Blutgefäße, Herzklappen |
| Heparin | Glucuronsäure oder Iduronsäure, Glucosamin, Uronsäure u. Aminozucker (mit Sulfatgruppen) | Lunge, Mastzellen |
| Heparansulfat (HS) | Glucuronsäure oder Iduronsäure, Glucosamin oder N-Acetylglucosamin, Uronsäuren u. Aminozuckern (mit Sulfatgruppen) | Basallamina, Epithelienoberfläche |
| Keratansulfat (KS) | Galaktose, N-Acetylglucosamin mit Sulfatgruppen an Galaktose und N-Acetylglucosamin | Kornea, Nucleus pulposus, Knorpel |
4. Funktion
Glykosaminoglykane haben aufgrund ihrer negativen Ladung die Eigenschaft, Wasser zu binden. Dadurch erhöhen sie den Turgor und die Elastizität der Gewebe oder dienen als biologisches "Schmiermittel". Sie ermöglichen die schnelle Passage von hydrophilen Substanzen, schränken aber gleichzeitig die Fortbewegung von größeren Partikeln (Bakterien) ein.
- Heparin kommt in den sekretorischen Granula von Mastzellen vor und dient hier wahrscheinlich der Stabilisierung und Speicherung von Histamin.
- Heparansulfat ist u.a. in die Zelladhäsion, die Regulation des Zellwachstums sowie in die Angiogenese involviert.
- Keratansulfat spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gewebeturgors.
- Hyaluronsäure ist ein Bestandteil der Grundsubstanz der extrazellulären Matrix. In besonders hoher Konzentration findet man sie im Knorpelgewebe, in der Gelenkflüssigkeit und im Glaskörper des Auges. Sie ist für die hohe Viskoelastizität dieser Gewebe bzw. Komponenten verantwortlich.