2023年11月23日发(作者:)

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西部医学2007年l1月第19卷第6期Med J Wes China,November 2007,Vo1.19,No.6

蛋白聚糖:与疾病相关的研究新热点

翟松会综述 峥审校

(四川大学华西二院,四川成都610041)

【摘要】蛋白聚糖广泛分布于细胞外基质及细胞表面,也存在于细胞内分泌颗粒之中。它参与许多生理过程的调

节,在疾病发生发展中也发挥着重要作用。蛋白聚糖是由核心蛋白与糖胺聚糖构成,核心蛋白分子大小和结构不同,糖链

特别是GAGs链种类、数量、长度及硫酸化的部位和程度等的差异,使蛋白聚糖分子不仅组成复杂,而且结构多样性。蛋

白聚糖重要生物功能的体现,是由其分子结构所决定的 但对蛋白聚糖结构特别是功能结构域还有待广泛研究。随着对

各种糖胺聚糖链的结构特征和硫酸化的特定方式,核心蛋白的特征功能结构域及蛋白聚糖的高级空间结构等的深入研

究,将会为。,球疾病的防治开拓一个新的领域。

【关键词】蛋白聚糖; 糖胺聚糖; 核心蛋白

【中图分类号】Q513;Q53 【文献标识码】【文章编号1 1672—3511(2007)06—1180—03

蛋白聚糖研究始于19世纪末,20世纪50年代才

逐渐认识到蛋白聚糖是一类重要而独特的蛋白糖复合

2.1 蛋白聚糖与神经系统神经系统的神经元和胶

质细胞上能表达多种蛋白聚糖。神经系统中常见的蛋

白聚糖包括硫酸软骨素蛋白聚糖(ehondroin sulate

proteoglycan,CSPG)和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖

(heparanase sulate proteoglycan,HSPG),前者主要

物,由带负电荷的糖胺聚糖链通过共价键与蛋白质连

接而成。蛋白聚糖广泛分布于细胞外基质及细胞表面,

也存在于细胞内分泌颗粒之中,它与其它生物大分子

包括一些细胞因子等相互作用,参与许多生理过程的

调节,具有重要的生物功能。

蛋白聚糖的结构

存在于脑细胞外间隙,在发育中的脑和成年脑中表达

较多,后者主要存在于细胞表面。

在脑发育过程中细胞表面糖结合物和细胞外基质

extraeelular matrix,ECM)分子等参与调节神经元

聚糖由核白与聚糖

(glycosaminoglycans,GAGs)共价连接形成。GAGs链 细胞的延伸及细胞间质连接。中枢神经系统PG一种

是蛋白聚糖核心结构之一,糖链数可由1条至上百条。 重要作用是调节轴突的侧生长。此外,还参加细胞迁移

糖胺聚糖是由二糖重复单位组成的线性杂多糖,一般 和黏附。胚胎发育过程中或中枢神经系统损伤后,一些

可分为四类:透明质酸(hyaluronan,HA)、硫酸角质素

PG表达能阻止轴突侧生。硫酸化的PG和GAGs能影

响细胞黏附、轴突侧生、轴突分化和基质的神经极性。

CSPG和KSPG可能是轴突游走时所需屏障的组成成 sulate/heparin,HS)和硫酸软骨素/硫酸皮肤素

分,而且能作用于ECM,阻止神经嵴细胞迁移。PG还

(keratan sulate,KS)、硫酸乙酰肝素/肝素(heparan

(chondroitin sulate/dermatan sulate,CS/DS)。此外

些GAGs尤其是HS,可与多种蛋白分子相互作用,

蛋白聚糖的核心蛋白含有特定的氨基酸顺序Ser—

能维持脑血管的血脑屏障的完整性。此外,许多实验显

示了某些PG还可能是老年痴呆的病因。

在许多生物过程中起决定性作用。

2.2 蛋白聚糖与肿瘤 蛋白聚糖与肿瘤特别是恶性

肿瘤的发生、发展也有密切关系。PG的变化主要出现

gly二肽,不同核心蛋白在各自不同的连接点处与不

同种类、不同数目的糖胺聚糖共价相连,形成了各种不 在上皮瘤和间质瘤,同时伴有硫酸乙酰肝素含量的下

同的蛋白聚糖。核心蛋白的结构也决定了其它种类的 降,且瘤细胞及其周边基质均表现出PG的变化。PG

翻译后修饰。此外,核心蛋白可能含有多种功能结构

域,可以与其它分子相互作用,实现蛋白聚糖分子在各 PG所占的比例也随之改变,其中往往表现为CSPG、

组织中特定位置的定位及基本生物功能的执行。因此,

由于核心蛋白分子大小和结构不同,糖链特别是

在这些肿瘤组织中的变化不仅有总量变化,而且各种

HAPG的上升和HSPG的下降。一些PG(尤其是HS)

的GAGs链的硫酸化程度明显下降。不同的肿瘤细胞

其转移能力不同,随转移能力的增强常表现出HSPG/

CSPG比例的上升。基底膜蛋白聚糖被认为在肿瘤生

长和扩散过程中有重要作用,如HSPG对肿瘤有促进

作用,CS/DSPG能抑制肿瘤的转移。

GAGs链种类、数量、长度及硫酸化的部位和程度等的

差异,使蛋白聚糖分子不仅组成复杂,而且结构多样

性。

各组织中蛋白聚糖的特点及功能