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Estrutura e função de Proteoglycans

Proteoglycans é as moléculas ubíquos que funcionam como componentes críticos da matriz extracelular. Estas proteínas são compor das correntes glycosaminoglycan que sãas covalently a um núcleo da proteína. Mesmo que apenas um punhado das proteínas tido a propensão se transformar proteoglycans, sua escala das funções e dos papéis do potencial na revelação do organismo é extremamente larga.

Este artigo cobrirá:

Diagrama da matriz extracelular que mostra proteoglycans nos ambientes celulares externos e internos.VectorMine | Shutterstock

Estrutura dos proteoglycans

Hidrato de carbono

Proteoglycans actua como polisacáridos um pouco do que proteínas enquanto 95% de seu peso é compor de glycosaminoglycan. As correntes glycosaminoglycan consistem alternar o hexosamine e unidades hexuronic do ácido ou da galactose. Há igualmente as regiões do enlace do glycopeptide que conectam as correntes do polisacárido às proteínas do núcleo que contêm oligosaccharides do n e/ou O-ligado.

A seqüência regular do polímero dos glycosaminoglycans é um resultado das unidades repetitivas de correntes glycosaminoglycan. Contudo, um estudo de correntes glycosaminoglycan revelou heterogeneidade marcada nas unidades individuais do polisacárido.

Proteínas do núcleo

Proteoglycans pode ser classificado com base em suas proteínas do núcleo. Por exemplo, de uma família consiste nos grandes proteoglycans extracelulares do sulfato do chondroitin que podem especificamente interagir com o ácido hialurónico. Diversos proteoglycans na matriz extracelular e os proteoglycans actuais em tecidos conjuntivos diferentes pertencem a esta categoria.

Uma outra família de proteoglycan consiste nas proteínas homólogos pequenas do núcleo que incluem uma ou dois correntes glycosaminoglycan. Estas proteínas pequenas do núcleo incluem o decorin, biglycan, fibromodulin, os proteoglycans do sulfato etc. Heparan estam presente na membrana extracelular ou do porão e são relacionados ao proteoglycan do sulfato do heparan segregados pela linha celular (EHS) do tumor do Engelbreth-Ilha-Enxame.

Os serglycans são os proteoglycans intracelulares que consistem em seqüências da proteína do núcleo das unidades do serine e da glicina que são substituídas pesadamente com correntes do heparan. Todas as proteínas do núcleo contêm um domínio glycosaminoglycan da substituição e a maioria dos proteoglycans são anexados às macromoléculas actuais na matriz extracelular com os domínios que estam presente nas proteínas do núcleo.

domínios da Glycosaminoglycan-substituição

As correntes glycosaminoglycan são limitadas aos resíduos do serine que estam presente nas proteínas do núcleo. O alongamento da corrente é iniciado pelo xylosylation de resíduos específicos do serine. As unidades do serine que são suscetíveis ao xylosylation ocorrem na seqüência específica do tetrapeptide que é precedida por alguns resíduos ácidos. Os peptides sintéticos que contêm esta seqüência foram mostrados para ser carcaças adequadas para o xylosylation in vitro.

Funções celulares

Todos os processos celulares envolvem interacções na superfície da pilha, incluindo a interacção da pilha com a matriz, com outras pilhas, assim como com as ligantes. Estas interacções envolvem proteoglycans desde estas moléculas ligam ávida com as proteínas e estão abundante actuais na superfície.

Em um estudo, o papel de proteoglycans do sulfato do heparan foi descrito durante as fases críticas da revelação, incluindo a geração e a diferenciação dos neurônios, orientação axonal, revelação da sinapse, etc.

Um dos comportamentos críticos de pilhas do tumor é uma invasão local e uma metástase distante. Estes comportamentos envolvem aderir às pilhas, à mobilidade, e ao crescimento - todos estes factores são influenciados por proteoglycans.

Um outro estudo mostrou que os proteoglycans do sulfato do heparan podem inibir ou aumentar estas actividades baseadas na pilha ou no tipo do tecido, patofisiologia do tumor, e a etapa específica da metástase que é afetada.

Transdução do sinal

As duas famílias principais de proteoglycans do sulfato do heparan da superfície da pilha são syndecans e glypicans. Estas duas famílias ligam a diversas proteínas dos factores e da matriz de crescimento e são envolvidas nos vários caminhos da transdução do sinal implicados na proliferação das pilhas e a forma da pilha muda.

Syndecans é as proteínas da transmembrana que são ligadas à membrana de pilha usando âncoras do lipido do glycosylphosphatidylinositol (GPI). Há quatro proteínas syndecan mamíferas conhecidas. Quando a estrutura destas proteínas for bastante similar a diversos compartilhou de citoplasmática, juxtamembrane e domínios da transmembrana, igualmente têm regiões e distribuições distintas dentro das pilhas. Os sócios conservados e divergentes da proteína têm papéis nas funções celulares e desenvolventes dos proteoglycans.

Estudos recentes conduzidos na drosófila, nos ratos, e nos seres humanos mostrados como os proteoglycans podem ser implicados no crescimento e na diferenciação da pilha. Igualmente têm os papéis particulares para regular as moléculas envolvidas em caminhos da sinalização, tais como FGFs, BMPs, Wnts, Hhs, IGFs, etc. Contudo, o mecanismo exacto de como a função destas moléculas não é compreendida ainda completamente.

Funções nos organismos modelo

A maioria da informação sobre como a função dos proteoglycans vem dos estudos no sem-fim da mosca e do nemátodo de fruto, elegans de Caenorhabditis. Muitos dos proteoglycans do sulfato do heparan da superfície da pilha mamífera têm homólogos na mosca e no sem-fim.

Quando houver muitas diferenças na estrutura e na função quando a mosca e os sistemas mamíferos estão comparados, diversos funções dos glypicans da drosófila e syndecan estão imitados nos mamíferos, sugerindo funções conservadas.

Fontes

Further Reading

Last Updated: Jul 9, 2019

Dr. Surat P

Written by

Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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