氨基聚糖和蛋白聚糖的作用和最新研究进展

氨基聚糖和肾脏疾病
氨基聚糖是蛋白聚糖中富含阴离子的侧链，是 肾小球基底膜的主要组成成分，基底膜内富含多聚 阴离子的HSPG与肾小球毛细血管内皮细胞、上皮细 胞和足突表面的多聚阴离子共同构成肾小球的机械 屏障和电荷选择性屏蔽对防止机体内蛋白质的泄露 有重要作用，GAS有助于维持肾脏内环境稳定。
蛋白聚糖和脂调节
乙酰肝素蛋白聚糖可跨越细胞膜，细胞外区肽链能结 合细胞外基质中各种信号分子，细胞质区的肽链与细胞 骨架相互作用，使细胞内外信息相通。
角膜中的蛋白聚糖具有透光性
角膜中主要含硫酸软骨素和硫酸角质素，由于高度硫 酸化，使基质脱水变得致密，阻止血管形成，使角膜柔 软具有透光性，同时角质化具有保护作用。
氨基聚糖的抗凝血功能
物理特性
氨基聚糖及蛋白聚糖具有独特的物理性质，例如高度亲
水性、酸性、抗压性、粘弹性及润滑性等，并在体内占 据相对巨大的体积，形成高度水化的多孔凝胶样基质， 允许细胞在其间迁移及营养物、代谢物、激素和细胞因 子等在血液和组织细胞之间迅速扩散(孔径的大小和电荷 密度可调节细胞外基质对分子及细胞的通透性)，而且赋 予组织以抗压性。细胞外基质的其他成分包埋于氨基聚 糖及蛋白聚糖之中。
小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖
其包括饰胶蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖，纤绸蛋白聚糖
和光蛋白聚糖的等。它们存在于细胞外基质中，相对分 子质量较小。共同特征是核心蛋白的摩尔质量约为4万。 这类蛋白聚糖只含一条或几条糖胺聚糖链，位于核心蛋 白N端附近。
跨膜胞内蛋白聚糖
跨膜胞内蛋白聚糖，例如串珠蛋白聚糖，它是构成基底
动脉蛋白聚糖 角膜蛋白
聚糖 。
根据核心蛋白氨基酸序列同源性等综合性来分类：大分
子聚集型胞外基质蛋白聚糖、小分子富含亮氨酸胞外基 质蛋白聚糖、跨膜胞内蛋白聚糖。
大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖
其存在于细胞外基质中，其核心蛋白的Mr为20万~25万，
憨多个结构域，近氨基端的球状结构域含透明质酸结合 区，太过HABR约150个蛋白聚糖非共价地结合于一个HA分 子，形成蛋白聚糖聚集体。这类蛋白聚糖包括可聚蛋聚 糖和多能蛋白聚糖等。

动脉壁中的氨基聚糖及蛋白聚糖是引起低密 度脂蛋白及钙沉积的内在因素。动脉壁中硫酸皮 肤素的含量随年龄的增长而增多，而且可在生理 性pH及离子强度下与低密度脂蛋白结合。有动脉 粥样硬化斑块的主动脉组织中可见硫酸皮肤素含 量异常增高，由病变部位增殖的平滑肌细胞产生。
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根据二糖单位的组成、结构、糖一肽连接方式及
硫酸化的数量和位置的不同，氨基聚糖可分为透 明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素、硫酸 乙酰肝素及硫酸角质素六大类。
由于核心蛋白分子的大小和结构不同和糖胺聚糖链的分
子、数目、硫酸化部位和程度不同，形成的蛋白聚糖种 类极多。
根据组织来源：软骨蛋白聚糖
膜的主要蛋白聚糖，属于大分子HSPG，Mr约为85万，其 核心蛋白的Mr为46.7万，含3~4条HS链和10~12条N—连接 寡糖链。核心蛋白含5~7个连续的球状结构域，形似串珠， 故名。串珠蛋白聚糖可通过彼此相互作用而聚集，并可 与基底膜的其他成分如IV型胶原相互作用。串珠蛋白聚 糖在肾小球基底膜中其滤膜作用，使血液中的分子滤向 尿液。

蛋白聚糖可以与大多数载脂蛋白和脂蛋白代 谢酶结合而影响脂蛋白的代谢。HSPG可间接调节 低密度脂蛋白的活性。PG通过改变酶的存在状态 和功能来影响脂蛋白代谢，PG通过与胶原和纤维 黏连蛋白等相互交联。构成致密的二维网状结构， 抵御有害物质入侵。脂蛋白代谢异常是心血管疾 病的重要危险因素。
氨基聚糖及蛋白聚糖与疾病
当前研究进展
蛋白聚糖与肿瘤（DCN）
DCN的抗肿瘤作用和抗纤维化作用DCN是一种肿瘤细胞 细胞生长的负性调节因子，实验表明，DCN可抑制肿瘤细 胞的增殖表达，抑制肿瘤细胞的转移以及肿瘤血管的形 成。研究发现，DCN的表达与与肿瘤的恶性程度相关， DCN的表达越低肿瘤的恶性程度越高。DCN富集于肿瘤细 胞侵袭的微环境中，是宿主天然抗肿瘤免疫功能的体现。
肝素蛋白聚糖常以单体形式存在，由靠近血管的肥大 细胞分泌产生。受刺激时肝素释放入血液中，与抗凝血 酶相结合，抑制凝血因子的作用，具抗凝血功能.
对物质转运有选择渗透性
由于糖基高度亲水性且带负电荷，使糖链挺直交错， 构成大小不等和电荷密度不同的网子L，吸引ห้องสมุดไป่ตู้离子，有 分子筛的作用。水、离子和各种营养性小分子、代谢物、 激素、维生素和细胞因子可进行选择性渗透。肾小球基 膜的蛋白聚糖成为血浆和尿液的过滤器。
作用功能
使组织具有弹性和抗压性
氨基聚糖和蛋白聚糖构成细胞外高度水合的凝胶状基 质，使组织具有渗透压和膨压，有抗张、反弹、抗机械 压力的缓冲作用，维持组织的形态，防止机械损伤。在 软骨中许多蛋白聚糖结合到一个透明质酸分子上，形成 巨大复合体，使软骨具有良好弹性和抗压性
细胞表面的蛋白聚糖具有信息传递的作用
氨基聚糖和蛋白聚糖
的作用及其研究进展
START
概念
分子组成与各自特性 作用功能 当前研究进展
概念
氨基聚糖(glycosaminoglycan，GAG)是由重复的
二糖单位构成的无分支直链多糖，其二糖单位是 由氨基己糖和糖醛酸组成。
蛋白聚糖(proteoglycan，PG)是由氨基聚糖与蛋
白质构成的共价结合物。构成蛋白聚糖单体的蛋 白质称为核心蛋白质(core protein)，为单链多 肽。
分子组成和各自特性
氨基聚糖二糖单位的组成之一是氨基己糖(N一乙
酰氨基葡萄糖或N一乙酰氨基半乳糖)，故得名氨 基聚糖或糖胺聚糖。氨基聚糖二糖单位的另一个 糖基多为糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸)。只 有硫酸角质素例外，以半乳糖代替糖醛酸。