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Estructura y función de Proteoglycans

Proteoglycans es las moléculas ubicuas que funcionan como componentes críticos de la matriz extracelular. Estas proteínas se componen de las cadenas glycosaminoglycan que covalente se sujetan a una base de la proteína. Aunque apenas un puñado de proteínas tiene la propensión a convertirse en proteoglycans, su alcance de funciones y de papeles del potencial en el revelado del organismo es extremadamente amplio.

Este artículo revestirá:

Diagrama de la matriz extracelular que muestra proteoglycans en el externo y los ambientes celulares internos.VectorMine | Shutterstock

Estructura de proteoglycans

Hidrato de carbono

Proteoglycans actúa como polisacáridos bastante que las proteínas mientras que el 95% de su peso se compone de glycosaminoglycan. Las cadenas glycosaminoglycan consisten en el alternar de la hexosamina y de unidades hexuronic del ácido o de la galactosa. Hay también las regiones de la articulación del glicopéptido que conectan las cadenas del polisacárido con las proteínas de la base que contienen los oligosacáridos de la n y/o O-conectada.

La serie regular del polímero de glycosaminoglycans es un resultado de las unidades repetidores de cadenas glycosaminoglycan. Sin embargo, un estudio de cadenas glycosaminoglycan reveló heterogeneidad marcada en las unidades individuales del polisacárido.

Proteínas de la base

Proteoglycans se puede clasificar en base de sus proteínas de la base. Por ejemplo, una familia consiste en los proteoglycans extracelulares grandes del sulfato de la condroitina que pueden obrar recíprocamente específicamente con el ácido hialurónico. Varios proteoglycans en la matriz extracelular y los proteoglycans presentes en diversos tejidos conectivos pertenecen a esta categoría.

Otra familia de proteoglycan consiste en las pequeñas proteínas homólogas de la base que incluyen uno o dos cadenas glycosaminoglycan. Estas pequeñas proteínas de la base incluyen el decorin, biglycan, fibromodulin, los proteoglycans del sulfato del etc. Heparan están presentes en la membrana extracelular o del sótano y se relacionan con el proteoglycan del sulfato del heparan secretados por variedad de células (EHS) del tumor del Engelbreth-Encina-Enjambre.

Los serglycans son los proteoglycans intracelulares que consisten en series de la proteína de la base de las unidades de la serina y de la glicocola que se substituyen pesado con las cadenas del heparan. Todas las proteínas de la base contienen un dominio glycosaminoglycan de la substitución y la mayor parte de los proteoglycans se sujetan a las macromoléculas presentes en la matriz extracelular con los dominios que están presentes en las proteínas de la base.

dominios de la Glycosaminoglycan-substitución

Las cadenas glycosaminoglycan están limitadas a los residuos de la serina que están presentes en las proteínas de la base. La elongación de la cadena es iniciada por el xylosylation de los residuos específicos de la serina. Las unidades de la serina que son susceptibles al xylosylation ocurren en la serie específica del tetrapéptido que es precedida por algunos residuos ácidos. Los péptidos sintetizados que contienen esta serie se han mostrado para ser substratos adecuados para el xylosylation in vitro.

Extracellular matrix | Structure of a cell | Biology | Khan Academy

Funciones celulares

Todos los procesos celulares implican acciones recíprocas en la superficie de la célula, incluyendo la acción recíproca de la célula con la matriz, con otras células, así como con ligands. Estas acciones recíprocas implican proteoglycans desde estas moléculas atan ávidamente con las proteínas y están abundante presentes en la superficie.

En un estudio, el papel de los proteoglycans del sulfato del heparan fue descrito durante los escenarios críticos del revelado, incluyendo la generación y la diferenciación de neuronas, de la dirección axonal, del revelado de la sinapsis, del etc.

Uno de los comportamientos críticos de las células del tumor es una invasión local y una metástasis distante. Estos comportamientos implican el adherirse a las células, a la movilidad, y al incremento - todos estos factores son influenciados por los proteoglycans.

Otro estudio mostró que los proteoglycans del sulfato del heparan pueden inhibir o aumentar estas actividades basadas en la célula o el tipo del tejido, la patofisiología del tumor, y el paso específico de la metástasis que es afectada.

Transducción de la señal

Las dos familias mayores de proteoglycans del sulfato del heparan de la superficie de la célula son syndecans y glypicans. Estas dos familias atan a varias proteínas de los factores y de la matriz de incremento y están implicadas en los diversos caminos de la transducción de la señal implicados en la proliferación de células y la forma de la célula cambia.

Syndecans es las proteínas de la transmembrana que se conectan a la membrana celular usando las anclas del lípido del glycosylphosphatidylinositol (GPI). Hay cuatro proteínas syndecan mamíferas sabidas. Mientras que la estructura de estas proteínas es muy similar a varios citoplásmicos compartida, los dominios del juxtamembrane y de la transmembrana, también tienen regiones y distribuciones distintas dentro de las células. Los socios conservados y divergentes de la proteína tienen papeles en las funciones celulares y de desarrollo de proteoglycans.

Estudios recientes conducto en Drosophila, ratones, y seres humanos mostrados cómo los proteoglycans se pueden implicar en incremento y la diferenciación de la célula. También tienen papeles determinados para regular las moléculas implicadas en caminos de la transmisión de señales, tales como FGFs, BMPs, Wnts, Hhs, IGFs, etc. Sin embargo, el mecanismo exacto de cómo la función de estas moléculas todavía no se entiende totalmente.

Funciones en los organismos modelo

La mayor parte de la información sobre cómo la función de los proteoglycans viene de estudios en el tornillo sin fin de la mosca y del nematodo del vinagre, elegans de Caenorhabditis. Muchos de los proteoglycans del sulfato del heparan de la superficie de la célula mamífera tienen homólogos en mosca y tornillo sin fin.

Mientras que hay muchas diferencias en estructura y la función cuando se comparan la mosca y los sistemas mamíferos, varias funciones de los glypicans de la Drosophila y syndecan se imitan en los mamíferos, sugiriendo funciones conservadas.

Fuentes

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Last Updated: Jul 9, 2019

Dr. Surat P

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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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