Proteoglicanos: estrutura, características, função, exemplos

Os proteoglicanos são moléculas complexas compostas por uma proteína central ligada a cadeias de glicosaminoglicanos. Essas moléculas desempenham um papel fundamental na matriz extracelular, sendo essenciais para a estrutura e função dos tecidos conectivos. Os proteoglicanos possuem alta capacidade de retenção de água, o que os torna importantes para a hidratação e elasticidade dos tecidos. Alguns exemplos de proteoglicanos incluem a heparina, o condroitim sulfato e o decorin. Eles estão presentes em diversos tecidos do corpo, como cartilagem, pele e tecido ósseo, desempenhando funções importantes na regulação do crescimento celular, cicatrização de feridas e resposta imune.

Principais características da estrutura dos proteoglicanos: um guia completo para entender sua composição.

Os proteoglicanos são macromoléculas complexas presentes na matriz extracelular dos tecidos. Sua estrutura é composta por proteínas ligadas a cadeias de glicosaminoglicanos, formando uma rede que desempenha várias funções essenciais no organismo.

Uma das principais características dos proteoglicanos é a presença de glicosaminoglicanos, que são longas cadeias de açúcares altamente sulfatados. Esses açúcares conferem aos proteoglicanos propriedades de retenção de água e interação com outras moléculas, sendo essenciais para a integridade e função dos tecidos.

Além disso, as proteínas presentes nos proteoglicanos possuem domínios específicos que permitem a interação com receptores celulares e outras proteínas da matriz extracelular. Essas interações são fundamentais para a regulação de processos celulares como adesão, migração e proliferação.

Outra característica importante dos proteoglicanos é sua capacidade de se ligar a fatores de crescimento e citocinas, atuando como reservatórios dessas moléculas e regulando sua atividade biológica. Dessa forma, os proteoglicanos desempenham um papel crucial na comunicação celular e na regulação do desenvolvimento e reparo tecidual.

Alguns exemplos de proteoglicanos incluem a agrecana, presente na cartilagem, e o decorin, encontrado em vários tecidos conectivos. Cada tipo de proteoglicano possui características únicas que determinam suas funções específicas nos tecidos em que estão presentes.

Essas macromoléculas desempenham diversas funções essenciais no organismo, incluindo a regulação de processos celulares, a interação com fatores de crescimento e a manutenção da integridade dos tecidos.

Proteoglicanos: definição e função na regulação da matriz extracelular e comunicação celular.

Os proteoglicanos são glicoproteínas presentes na matriz extracelular, desempenhando um papel fundamental na regulação da matriz extracelular e na comunicação celular. Eles são compostos por glicosaminoglicanos (GAGs) ligados a uma proteína central, formando uma estrutura complexa.

Os proteoglicanos desempenham diversas funções no organismo, como manter a integridade e a estrutura da matriz extracelular, regular a movimentação celular, influenciar a proliferação celular e a diferenciação, e participar da comunicação entre as células. Eles também estão envolvidos na regulação da resposta imunológica e na cicatrização de feridas.

Um dos exemplos mais conhecidos de proteoglicanos é o agrecano, encontrado na cartilagem. O agrecano ajuda a manter a cartilagem hidratada e resistente, contribuindo para a sua função de absorção de impacto nas articulações. Outro exemplo é o decorina, que regula a organização das fibras de colágeno na matriz extracelular.

O que são proteoglicanos e qual a sua função nas células?

Os proteoglicanos são moléculas complexas compostas por uma proteína central ligada a cadeias de glicosaminoglicanos (GAGs). Essas moléculas desempenham um papel fundamental na matriz extracelular das células, fornecendo suporte estrutural, regulação do metabolismo e interações celulares.

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A estrutura dos proteoglicanos é composta por uma proteína central que pode variar em tamanho e forma, ligada a cadeias de GAGs que são compostas por repetições de dissacarídeos. Essas cadeias de GAGs conferem propriedades únicas aos proteoglicanos, como capacidade de retenção de água, regulação do transporte de nutrientes e sinalização celular.

Os proteoglicanos desempenham um papel essencial na adesão celular, migração, proliferação e diferenciação celular. Eles também atuam como reguladores do desenvolvimento embrionário, manutenção da integridade tecidual e resposta imune.

Alguns exemplos de proteoglicanos conhecidos incluem o agrecano, presente nas cartilagens, o decorina, encontrado na matriz extracelular dos tecidos conjuntivos, e o perlecano, que desempenha um papel importante na formação da matriz basal.

Sua composição única e capacidade de interagir com diferentes moléculas tornam essas macromoléculas essenciais para a saúde e homeostase dos organismos.

Comparação das estruturas de glicoproteínas e proteoglicanos: diferenças fundamentais na composição molecular.

Proteoglicanos são moléculas complexas encontradas na matriz extracelular dos tecidos, desempenhando um papel fundamental na regulação do ambiente celular. Sua estrutura é composta por uma proteína central à qual estão ligados cadeias de glicosaminoglicanos (GAGs), formando uma estrutura em forma de escova.

As glicoproteínas, por outro lado, são compostas por uma proteína à qual estão ligados oligossacarídeos. Essas moléculas também desempenham funções importantes no organismo, mas apresentam diferenças fundamentais em relação aos proteoglicanos.

Uma das principais diferenças na composição molecular entre glicoproteínas e proteoglicanos está na proporção de proteína e carboidrato. Enquanto as glicoproteínas possuem uma maior proporção de proteína em relação aos carboidratos, nos proteoglicanos a relação é inversa, com uma maior quantidade de carboidratos ligados à proteína.

Além disso, as funções desempenhadas por essas moléculas também são distintas. Enquanto as glicoproteínas estão envolvidas em processos como reconhecimento celular e adesão, os proteoglicanos atuam na regulação do metabolismo celular, no suporte estrutural dos tecidos e na comunicação intercelular.

Alguns exemplos de proteoglicanos incluem a heparina, que atua como anticoagulante, e o condroitin sulfato, encontrado na cartilagem. Essas moléculas desempenham papéis essenciais no organismo e são fundamentais para a manutenção da integridade dos tecidos e para o bom funcionamento das células.

Proteoglicanos: estrutura, características, função, exemplos

Proteoglicanos: estrutura, características, função, exemplos

Os proteoglicanos são proteínas glicosiladas, geralmente associadas a substituintes glicosaminoglicanos (GAGs) aniônicos. Eles são geralmente encontrados na face externa da membrana celular ou “preenchem” o espaço extracelular, tornando-os parte de muitos tecidos conjuntivos.

Destas macromoléculas complexas, as mais estudadas e analisadas foram as de células cartilaginares em animais vertebrados , uma vez que a matriz extracelular nelas compreende mais de 90% do peso seco do tecido que compõem, onde influenciam, entre outras coisas, a resistência contra compressões.

Estruturalmente, os proteoglicanos contribuem para a organização da matriz extracelular, dando a muitos tecidos ou células individuais suas propriedades físicas mais distintas. Além disso, estes são importantes para muitos eventos de sinalização e comunicação intercelular.

São extremamente abundantes, onipresentes (estão em muitos tipos de células) e proteínas complexas, cujas funções biológicas e propriedades bioquímicas derivam fundamentalmente das características de seus componentes de carboidratos, que possuem grande capacidade de hidratação.

Eles participam ativamente dos processos de comunicação intercelular, adesão e migração e também estão envolvidos no desenvolvimento de vários tecidos em animais, como as redes perineuronais do sistema nervoso.

Estrutura e características dos  proteoglicanos

Proteoglicanos são proteínas glicosiladas da superfície extracelular, embora existam algumas que podem ser encontradas nos compartimentos intracelulares. Geralmente são moléculas muito abundantes, mas sua abundância depende do tipo de célula que é considerada.

Normalmente, a porção de carboidrato de um proteoglicano consiste em moléculas de glicosaminoglicano, que são polissacarídeos lineares formados por dissacarídeos repetidos, geralmente um açúcar aminado acetilado que alterna com o ácido urônico.

Sua estrutura geral, portanto, consiste em um “núcleo” de proteína que pode ser associado a mais de 100 cadeias de glicosaminoglicanos não ramificados, ligadas por O- glicosilação.

São moléculas bastante diversas em termos de estrutura, forma e função. Nas células animais dos vertebrados, por exemplo, foram identificadas várias combinações de diferentes tipos de proteínas e diferentes classes de glicosaminoglicanos, a saber:

Proteína    

– Proteínas transmembranares da superfície celular (matriz extracelular)

– Proteínas ligadas covalentemente às âncoras de glicosilfosfatidilinositol (GPI))

Glicosaminoglicanos

– Hialuronano (HA)

– Sulfato de condroitina (CS)

– Sulfato de queratano (KS)

– Sulfato de dermatanato (DS)

– sulfato de heparano (SH)

Alguns proteoglicanos, como os sindecanos, que são proteínas transmembranares, estão ligados a 2 cadeias de sulfato de heparano e 1 de sulfato de condroitina; enquanto outro proteoglicano, o aggrecan (específico da cartilagem) possui cerca de 100 cadeias de sulfato de condroitina e 30 de sulfato de queratan.

Pelo exposto, entende-se que as características de glicosilação de cada proteína, bem como o tipo de célula à qual pertence, são as que definem a identidade de cada proteoglicano na superfície da célula.

Função

Suas funções dependem das características estruturais dos proteoglicanos. Isso é particularmente verdadeiro para as características relacionadas à porção de glicosaminoglicano, uma vez que essas moléculas permitem que a proteína interaja com outros elementos na superfície celular.

Essas proteínas ricas em resíduos de sulfato de heparano podem se ligar com relativa facilidade a diferentes fatores de crescimento, a outros componentes da matriz extracelular, a enzimas, inibidores de protease, quimiocinas etc., portanto, desempenham um papel fundamental na transdução de sinais para o ambiente intracelular.

Assim, os proteoglicanos podem desempenhar funções estruturais na matriz ou podem ter funções mais específicas na transmissão de mensagens do meio extracelular para o espaço citosólico.

Nos últimos anos, o interesse no estudo de proteoglicanos aumentou consideravelmente, fato que está relacionado à descoberta da importância que essas moléculas têm em algumas condições patológicas em humanos.

Um exemplo disso é a síndrome de Simpson-Golabi-Behmel (SGBS), caracterizada por crescimento pré e pós-natal exagerado, defeitos congênitos e suscetibilidade à formação de tumores associados a mutações em um proteoglicano rico em sulfato de heparano. e ancorado pelo GPI.

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Funções celulares

Praticamente todos os processos celulares que envolvem interações moleculares na superfície celular, como interações matriz-célula, célula-célula e ligante-receptor, têm a ver, de uma maneira ou de outra, com proteoglicanos, uma vez que são capazes de ligar grandes números de outras moléculas e são consideravelmente abundantes na superfície.

Durante o desenvolvimento do sistema nervoso e também durante a invasão de um tumor e metástase, ou seja, eventos relacionados a movimentos e extensões ou extensões celulares, os proteoglicanos exercem funções muito ativas.

Essas proteínas glicosiladas também participam dos processos de adesão, proliferação e estabelecimento da forma celular e aquelas que são proteínas transmembranares que possuem um domínio citosólico, participam de cascatas de transdução e sinalização.

Exemplos de  proteoglicanos

Agrecano

O aggrecan é o principal proteoglicano presente no tecido cartilaginoso, que está associado a fragmentos do glicosaminoglicano “hialuronano” (HA) na matriz extracelular dos condrócitos.

O hialuronano é um glicosaminoglicano linear composto por resíduos alternados de ácido glucurônico e N-acetilglucosamina, que podem ser encontrados tanto na superfície celular quanto na matriz extracelular e dentro das células.

A ligação do hialuronano ao aggrecan ocorre através de uma “proteína de ligação” que forma agregados importantes com pesos moleculares de até vários milhões de Daltons.

Muitas doenças articulares relacionadas ao progresso da idade têm a ver com o aumento da agregação de aggrecan e hialuronan.

Pelecano

Nos glomérulos renais, a membrana basal é composta principalmente por um proteoglicano conhecido como pelecano, que está associado a porções de sulfato de heparano. Este proteoglicano tem funções importantes como um local aniônico de seletividade de carga durante a filtração glomerular.

Este proteoglicano possui o maior núcleo proteico observado em qualquer uma dessas moléculas e especula-se que esse domínio proteico possa interagir com outras macromoléculas presentes na membrana basal.

Decorina

A decorina é um pequeno proteoglicano intersticial e é caracterizada por ter uma única cadeia de glicosaminoglicano e um pequeno núcleo de proteína. É um componente importante de muitos tecidos conjuntivos, liga-se às fibras de colágeno tipo I e participa da montagem da matriz extracelular.

Referências

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