糖胺聚糖：特征和功能 - 生物学

所述糖胺聚糖，也称为粘多糖，是碳水化合物结构，具有能够在结构上的功能的生物分子可以主要存在于结缔组织，骨组织，细胞间环境和上皮组织中发现。它们是复杂的多糖或蛋白聚糖的长链，由二糖的重复单元组成。

糖胺聚糖是高度极性的，具有吸引水的能力，使其成为履行其生物学功能的理想之选。它们还用作润滑剂或吸收冲击力。每个都由己糖胺和己糖或透明质酸组成。

糖胺聚糖的结构

特点

糖胺聚糖是动物组织中分子的细胞外基质的最大组成部分，在不同的生理事件中具有基本作用。我们不仅可以在脊椎动物中发现这些化合物，而且可以在许多无脊椎动物中找到它们。它的功能是保护动物界。

肝素（一种在肝，皮肤和肺中发现的糖胺聚糖）的几种硫酸化结构可以在从最原始到人类的不同类型的生物中找到。这决定了他们积极和基本参与生物过程。

就透明质酸而言，在人体中我们发现它存在于脐带，结缔组织，滑液，软骨，血管和玻璃体液（在晶状体和眼睛视网膜之间发现的凝胶状物质）；而在自然界中，它仅存在于软体动物中。

另一个不同之处是，体内的硫酸软骨素存在于骨骼组织和软骨中，而在其他发育较差的动物中，硫酸软骨素的存在范围有限，这取决于个体的结构复杂性及其与某些功能的关系。

在自然界中，我们发现糖胺聚糖（GAGs）在细胞生长，其分化，细胞迁移，形态发生以及病毒或细菌感染中具有基本功能。

在脊椎动物中，主要的糖胺聚糖是肝素或硫酸肝素，硫酸软骨素，硫酸皮肤素和透明质酸。所有这些GAG均通过链中的氨基糖和透明质酸（可以是葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸）交替单元来确认。

另一方面，氨基糖单元可以是N-乙酰基葡糖胺或N-乙酰基半乳糖胺。

尽管GAG的构成部分通常总是相同的，但多糖，肝素和硫酸软骨素链的重复序列需要相当程度的结构变异。

这是由于不断的修饰，包括尿酸盐的硫酸化和过饱和，构成了具有与GAG相关的生物活性的各种结构的基础。

这些生物分子在自然界中的存在，无论是在脊椎动物还是无脊椎动物中，都已被有据可查。相反，从未在植物中发现GAG。

在某些细菌链中观察到具有与GAG相同的柱状结构的合成多糖，但这些相似的多糖未结合至核心蛋白，仅在细胞质膜的内表面产生。

就动物细胞中的GAG而言，它们被添加到蛋白质核中并形成蛋白聚糖。因此，细菌多糖是不同的。

属于脊椎动物的GAG具有广泛的结构多样性。从鱼类和两栖动物到哺乳动物，这些生物分子的结构极为不同。

GAG's结构复合物的生物合成受到调节，并且在特定的器官和组织中，在生长和发育过程中会暂时形成不同的硫酸化模式。

实际上，GAGs生物合成酶的许多基因中的突变缺陷对脊椎动物具有严重的后果。这就是为什么GAG及其特定硫酸盐结构的表达在生活中起着根本作用的原因。

它们的功能至关重要，因为它们是结缔组织的基本组成部分，并且GAG的链通过共价键与其他蛋白质（例如细胞因子和趋化因子）相连。

另一个特征是它们与抗凝血酶相连，抗凝血酶是一种与凝血过程有关的蛋白质，因此它们可以抑制这种功能，这使其成为治疗血栓形成的必要条件。

这在癌症研究领域中也很有趣。通过能够抑制GAG蛋白的结合，可以停止这种疾病或其他诸如炎症性疾病和传染性疾病的过程，其中GAG充当黄病毒类型的某些病毒（例如登革热）的受体。

GAGs也属于真皮的三个组成部分，即位于皮肤表皮之下的一层，以及胶原蛋白和弹性蛋白。这三个要素构成了被称为细胞外基质的系统，除其他外，它可以使组织再生并从体内清除毒素。

GAG是将水吸引到皮肤深层的物质。透明质酸是最著名的糖胺聚糖之一，存在于许多抗衰老和皮肤护理产品中。这些面霜，乳液和爽肤水的想法是增加皮肤中的水分，减少皱纹和表情纹。

除了能够保水之外，GAG还具有高粘度和低压缩性，使其非常适合保护关节中骨骼的结合。

这就是为什么它们存在于滑液，关节软骨，心脏瓣膜（硫酸软骨素，体内最丰富的GAG），皮肤，肺动脉和肝脏（肝素，具有抗凝功能），肌腱和肺中（硫酸皮肤素）和角膜和骨骼（硫酸角蛋白）。