Aggrecan
Synonym: Aggrekan
Englisch: aggrecan, cartilage-specific proteoglycan core protein (CSPCP), chondroitin sulfate proteoglycan 1
Definition
Aggrecan ist ein Proteoglykan, das in der extrazellulären Matrix des hyalinen Knorpels zu finden ist.
Genetik
Das Core-Protein von Aggrecan wird durch das ACAN-Gen auf Chromosom 15 am Genlokus 15q26.1 kodiert.
Biochemie
Aggrecan weist etwa 100 bis 130 kovalent gebundene Glykosaminoglykan-Seitenketten (GAG-Ketten) auf. Dabei handelt es sich um Chondroitinsulfat und Keratansulfat. Die starke Sulfatierung führt zu einer hohen negativen Ladungsdichte.
Aggrecan bildet im Knorpel supramolekulare Aggregate mit Hyaluronsäure. Die Hyaluronsäure bildet dabei das Rückgrat des gesamten Komplexes, an das sich über sogenannte Verbindungsproteine (Link-Proteine) bis zu 100 oder mehr Aggrecanmoleküle nicht-kovalent anlagern. Diese Aggregate stellen die funktionelle Grundeinheit der Knorpelmatrix dar. Ein einzelnes Aggregat kann Molekulargewichte von mehreren hundert Millionen Dalton erreichen und ein Volumen, das mit dem eines Bakteriums vergleichbar ist.
Funktion
Durch seine ausgeprägte negative Ladung bindet Aggrecan große Mengen an Wasser und bildet hochgeordnete, gelartige Strukturen innerhalb der Extrazellulärmatrix. Zusammen mit der Hyaluronsäure verleiht es dem Knorpel seine hohe Druckelastizität und Stoßdämpferfunktion.
Klinische Relevanz
Ein Abbau von Aggrecan oder eine Störung der Aggregatstruktur führt zu einer verminderten Wasserbindungskapazität und spielt eine zentrale Rolle bei degenerativen Knorpelerkrankungen, wie der Arthrose. Mutationen im ACAN-Gen sind zudem Auslöser für verschiedene hereditäre Skeletterkrankungen:
Quellen
- Joachim Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, 3. Auflage, Thieme-Verlag
- OMIM.org - ACAN, abgerufen am 15.12.2025