Proteoglykan
Definition
Proteoglykane sind großmolekulare Substanzen, welche aus einem überwiegenden Anteil Kohlenhydrat und einem kleinen Anteil Proteinen bestehen.
Aufbau
Proteoglykane sind sehr große Moleküle, welche zu 95% aus Kohlenhydraten und zu 5% aus Proteinen bestehen. Ihr Molekulargewicht ist meist größer als 2 Millionen Dalton und die chemischen Eigenschaften entsprechen aufgrund des hohen Kohlenhydratanteils den Eigenschaften der Polysaccharide.
Struktur
Die charakteristische Struktur der Proteoglykane besteht aus 40-60 Glykosaminoglykanen, die O-glykosidisch mit Proteinen verbunden sind. Die prosthetischen Gruppen der Proteoglykane sind 100-1.000 sich wiederholende Disaccharideinheiten.
Eines der Saccharide in den Disaccharideinheiten ist meist ein acetyliertes Aminozuckerderivat wie Glukosamin, Galaktosamin, Hyaluronsäure oder N-Acetylhexosamin verknüpft mit Glukose oder Galaktose.
Die Disaccharideinheiten sind meist sulfatiert, was die stark negative Ladung und damit die hohe Wasserbindungskapazität bedingt.
Übersicht
Die häufigsten Proteoglykane sind:
| Proteoglykan | Glykosaminoglykan | Vorkommen | Funktion |
|---|---|---|---|
| Aggrecan | Chondroitinsulfat und Keratansulfat | Knorpel | mech. Stütze, Stoßdämpferwirkung |
| Betaglykan | Chondroitinsulfat oder Keratansulfat | Zelloberfläche | bindet TGF-β |
| Decorin | Chondroitinsulfat oder Keratansulfat | Bindegewebe | bindet Typ-I-Kollagen, TGF-β |
| Perlecan | Heparansulfat | Basallamina | Ausbildung eines Netzes mit Filterfunktion |
Synthese
Da Proteoglykane zu den extrazellulären Substanzen gehören, werden sie am rauen endoplasmatischen Retikulum synthetisiert und werden dann nach der posttranslationalen Modifizierung im Golgi-Apparat in den Extrazellularraum abgegeben.
Funktion
Aufgrund ihrer hohen Wasserbindungskapazität sind Proteoglykane Gleitmittel in Gelenken und erfüllen eine raumfüllende Wirkung als Grundsubstanz von Knorpel, Sehnen, Gelenken (Chondroitinsulfat, Keratansulfat) und Extrazellulärmatrix.