Los proteoglicanos son proteínas [1] que están fuertemente glicosiladas . La unidad básica de proteoglicanos consiste en una " proteína central " con una o más cadenas de glicosaminoglicanos (GAG) unidas covalentemente . [2] El punto de unión es un residuo de serina (Ser) al que se une el glicosaminoglicano a través de un puente tetrasacárido (por ejemplo, sulfato de condroitina - GlcA - Gal -Gal- Xyl -PROTEÍNA). El residuo de Ser generalmente está en la secuencia -Ser- Gly -X-Gly- (donde X puede ser cualquier residuo de aminoácido excepto prolina ), aunque no todas las proteínas con esta secuencia tienen un glicosaminoglicano unido. Las cadenas son polímeros de carbohidratos largos y lineales que están cargados negativamente en condiciones fisiológicas debido a la presencia de grupos de sulfato y ácido urónico . Los proteoglicanos se encuentran en el tejido conectivo .
Los proteoglicanos se clasifican según su tamaño relativo (grande y pequeño) y la naturaleza de sus cadenas de glicosaminoglicanos. [3] Los tipos incluyen:
Ciertos miembros se consideran miembros de la "pequeña familia de proteoglicanos ricos en leucina" (SLRP). [4] Estos incluyen decorina , biglicano , fibromodulina y lumicano .
Los proteoglicanos son un componente principal de la matriz extracelular animal , la sustancia de "relleno" que existe entre las células de un organismo. Aquí forman grandes complejos, tanto con otros proteoglicanos, con hialuronano , como con proteínas de la matriz fibrosa, como el colágeno . La combinación de proteoglicanos y colágeno forma el cartílago , un tejido resistente que suele estar muy hidratado (principalmente debido a los sulfatos cargados negativamente en las cadenas de glicosaminoglicanos de los proteoglicanos). [5] También participan en la unión de cationes (como sodio , potasio y calcio ) y agua , y también regulan el movimiento de moléculas a través de la matriz. La evidencia también muestra que pueden afectar la actividad y la estabilidad de las proteínas y las moléculas de señalización dentro de la matriz. [6] [7] Las funciones individuales de los proteoglicanos se pueden atribuir al núcleo proteico o a la cadena GAG unida. También pueden servir como lubricantes, al crear un gel hidratante que ayuda a soportar alta presión.
El componente proteico de los proteoglicanos es sintetizado por los ribosomas y translocado hacia el lumen del retículo endoplasmático rugoso . La glicosilación del proteoglicano ocurre en el aparato de Golgi en múltiples pasos enzimáticos . Primero, un tetrasacárido de enlace especial se une a una cadena lateral de serina en la proteína central para servir como cebador para el crecimiento del polisacárido. Luego, los azúcares se agregan uno a la vez por la glicosil transferasa. Luego, el proteoglicano completo se exporta en vesículas secretoras a la matriz extracelular del tejido.
La incapacidad de degradar los proteoglicanos es característica de un grupo de trastornos genéticos , llamados mucopolisacaridosis . La inactividad de enzimas lisosomales específicas que normalmente degradan los glicosaminoglicanos conduce a la acumulación de proteoglicanos dentro de las células. Esto conduce a una variedad de síntomas de la enfermedad, dependiendo del tipo de proteoglicano que no se degrada. Las mutaciones en el gen que codifica la galactosiltransferasa B4GALT7 dan como resultado una sustitución reducida de los proteoglicanos decorina y biglicano con cadenas de glicosaminoglicano , y causan una forma espondilodisplásica del síndrome de Ehlers-Danlos . [8]
Citando recomendaciones de la IUPAC: [9]
Una glicoproteína es un compuesto que contiene carbohidratos (o glicanos) unidos covalentemente a una proteína. Los carbohidratos pueden estar en forma de monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, polisacáridos o sus derivados (por ejemplo, sulfosustituidos o fosfosustituidos). Pueden estar presentes una, varias o muchas unidades de carbohidratos. Los proteoglicanos son una subclase de glicoproteínas en las que las unidades de carbohidratos son polisacáridos que contienen aminoazúcares. Dichos polisacáridos también se conocen como glicosaminoglicanos.