Protéoglycanes

Structure de la matrice extracellulaire qui compose le cartilage hyalin

Que sont les protéoglycanes?

Les Protéoglycanes Ce sont des protéines glycosylées, généralement associées aux substituants glycosaminoglycanes (GAG) anioniques. Ils se trouvent généralement sur la face extérieure de la membrane cellulaire ou «remplissent» l'espace extracellulaire, de sorte qu'ils font partie de nombreux tissus conjonctifs.

Parmi ces macromolécules complexes, les plus étudiées et analysées sont celles des cellules cartilagineuses chez les animaux vertébrés, car la matrice extracellulaire dans celles-ci représente plus de 90% du poids sec du tissu qu'ils constituent, où ils influencent, entre autres, en résistance aux compressions.

Structurellement, les protéoglycanes contribuent à l'organisation de la matrice extracellulaire, qui donne de nombreuses propriétés physiques ou cellules individuelles plus distinctes. De plus, ceux-ci sont importants pour de nombreux événements de signalisation et de communication intercellulaires.

Ils sont extrêmement abondants et omniprésents des protéines (ils sont dans de nombreux types de cellules) et complexes, dont les fonctions biologiques et les propriétés biochimiques tirent fondamentalement des caractéristiques de leurs composants glucidiques, qui ont une grande capacité d'hydratation.

Ils participent activement à des processus de communication, d'adhésion et de migration intercellulaires et ont également été impliqués dans le développement de divers tissus chez les animaux, tels que les réseaux périneuronaux du système nerveux.

Structure et caractéristiques des protéoglycanes

Les protéoglycanes sont des protéines glycosylées de la surface extracellulaire, bien qu'il y en ait que certains peuvent être trouvés dans les compartiments intracellulaires. Ce sont généralement des molécules très abondantes, mais leur abondance dépend du type de cellule qui est considérée.

Normalement, la partie glucidique d'un protéoglique.

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Sa structure générale est donc constituée d'un «noyau» protéique qui peut être associé à plus de 100 chaînes de glycosaminoglycanes non branchés, ainsi que des glycosaminoglycanes, ainsi que SOIT-glycosylation.

Ce sont des molécules assez diverses en termes de structure, de forme et de fonction. Dans les cellules des animaux vertébrés, par exemple, plusieurs combinaisons de différents types de protéines et différents types de glucosaminoglycanes ont été identifiées, à savoir:

Protéines

- Protéines transmembranales de la surface cellulaire (matrice extracellulaire)

- Protéines liées de manière covalente ancres de glycosylphosphatidylinositol (GPI))

Glucosaminoglycanes

- Hialuronano (ha)

- Condroiting au sulfate (CS)

- Sulfate de kératan (KS)

- Sulfate de dermatán (DS)

- Hepar Will Sulfate (HS)

Schéma de protéoglycanes et certaines combinaisons de glucosaminoglycanes (source: mfiguueiredo / cc by-sa (https: // createVecommons.Org / licences / by-sa / 3.0) via Wikimedia Commons)

Certains protéoglycanes tels que l'Union, qui sont des protéines transmembranaires, sont liés à 2 chaînes de sulfate et 1 chondroïtine de sulfate; Pendant ce temps, une autre protéoglycane, l'Agrecano (cartilage spécifique) a environ 100 chaînes de chondroïtine de sulfate et 30 sulfate de kératane.

De ce qui précède, il est entendu que les caractéristiques de glycosylation de chaque protéine, ainsi que le type de cellule à laquelle il appartient, sont celles qui définissent l'identité de chaque protéoglycane à la surface cellulaire.

Fonction

Sur les caractéristiques structurelles des protéoglycanes, leurs fonctions dépendent. Cela est particulièrement vrai pour les caractéristiques liées à la partie glucosaminoglycane, car ces molécules sont celles qui permettent aux protéines d'interagir avec d'autres éléments à la surface cellulaire.

Ces protéines riches en déchets de sulfate d'héparán peuvent être liées avec une facilité relative à différents facteurs de croissance, d'autres composants de la matrice extracellulaire, des enzymes, des inhibiteurs de protéase, des chimiocines, etc., Ils ont donc un rôle fondamental dans la transduction du signal à l'environnement intracellulaire.

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Ainsi, les protéoglycanes peuvent remplir des fonctions structurelles dans la matrice ou peuvent avoir des fonctions plus spécifiques dans la transmission des messages du milieu extracellulaire à l'espace cytosolique.

Ces dernières années, l'intérêt pour l'étude des protéoglycanes s'est considérablement développé, un fait lié à la découverte de l'importance que ces molécules ont dans certaines conditions pathologiques chez l'homme.

Un exemple de ceux-ci est le syndrome de Simpson-Golabi-Behmel (SGBS), caractérisé par une croissance pré-et post-vie exagérée, des malformations congénitales et une sensibilité à la formation de tumeurs associées à des mutations dans un protéoglycane riche en sulfate d'héparán et ancré par GPI.

Protéoglycanes principaux du sang et des vaisseaux sanguins. Le poids moléculaire du noyau protéique est montré (Source: Aleisf / CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0) via Wikimedia Commons)

Fonctions cellulaires

Pratiquement tous les processus cellulaires qui impliquent des interactions moléculaires sur la surface cellulaire, tels que les interactions cellule-femme-femme, les cellules-cellules et le récepteur de ligand doivent faire, d'une manière ou d'une autre, avec des protéoglycanes, car ils sont en mesure de rejoindre une grande quantité de Autres molécules et sont considérablement abondantes à la surface.

Pendant le développement du système nerveux et également lors de l'invasion d'une tumeur et des métastases, c'est-à-dire des événements qui ont à voir avec les mouvements et les prolongations ou les extensions cellulaires, les protéoglycanes exercent des fonctions très actives.

Ces protéines glycosylées participent également aux processus d'adhésion, de prolifération et d'établissement de la forme cellulaire et de ceux qui sont des protéines transmembranales qui ont un domaine cytosolique, participent à la transduction et aux cascades de signalisation.

Exemples de protéoglycane

Agrecano

Agrecano. Source: Bqub15-Laura, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

L'Agrecano est le principal protéoglycane présent dans le tissu cartilagineux, qui est associé aux fragments de glycosaminoglycane "Hyaluronano" (HA) dans la matrice extracellulaire des chondrocytes.

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Hialuronano est un glucosaminoglycane linéaire composé d'acide glucoronique alternatif et de déchets de N-acétylglucosamine, qui peuvent être trouvés à la fois à la surface cellulaire et dans la matrice extracellulaire et à l'intérieur des cellules.

L'union du Hyaluronano à Agrecano se produit à travers une «protéine syndicale» qui forme des agrégats importants avec des poids moléculaires allant jusqu'à plusieurs millions de daltons.

De nombreuses maladies conjointes liées aux progrès de l'âge ont à voir avec l'augmentation de l'agrégation de l'Agrecano et du Hyaluronano.

Pélécan

Dans les glomérules rénales, la membrane basale est principalement composée d'une protéoglycane connue sous le nom de pelecan. Ce protéoglycane a des fonctions importantes en tant que site de sélectivité de charge anionique pendant la filtration glomérulaire.

Ce protéoglycane a le plus grand noyau de protéine qui a été observé dans l'une de ces molécules et il est supposé que ce domaine protéique peut interagir avec d'autres macromolécules présentes dans la membrane basale.

Decortina

Decortina

La décoration est un petit protéoglycane interstitiel et se caractérise par une seule chaîne de glycosaminoglycane et un petit noyau protéique. C'est un élément important de nombreux tissus conjonctifs, se lie aux fibres de collagène de type I et participe à l'assemblage de la matrice extracellulaire.