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.
um diese Funktion zu nutzen.