二、蛋白多糖的生理功能
蛋白多糖分子大，具高度親水性，對(duì)保持結(jié)締組織水分及與組織間物質(zhì)交換均有重要作用。例如軟骨組織中膠原纖維排列成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格間隙中填充蛋白多糖，因其有高度親水性，吸附大量水份在其中，當(dāng)軟骨受壓時(shí)，水分可被擠壓出去，而減壓后又可重吸進(jìn)來。關(guān)節(jié)軟骨無血管供應(yīng)，其營養(yǎng)物質(zhì)的交換主要靠運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生壓力變化使液體流動(dòng)。由此可以解釋長期不運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的萎縮。
蛋白多糖的糖鏈上含有較多的酸性基團(tuán)，對(duì)于細(xì)胞外液中Ca＋＋、Mg＋＋、K＋、Na＋等陽離子有較大的親和力，因此能調(diào)節(jié)這些陽離子在組織中的分布。
蛋白多糖分子巨大，有較大的粘滯性，附著于組織表面，能緩沖組織之間的機(jī)械磨擦，因而具有潤滑、保護(hù)作用。例如關(guān)節(jié)液中的蛋白多糖有潤滑關(guān)節(jié)面的作用。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者，關(guān)節(jié)液中蛋白多糖減少，失去原有潤滑作用，因而關(guān)節(jié)面易被破壞。
蛋白多糖與創(chuàng)傷的愈合亦有密切關(guān)系。皮膚創(chuàng)傷后的肉芽形成過程中，通常先有糖胺多糖的增生，進(jìn)而促進(jìn)膠原纖維的合成，其機(jī)理尚不清楚。近年來發(fā)現(xiàn)蛋白多糖可調(diào)節(jié)某些蛋白生長因子的作用。例如堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibrotlast growth factor,bFGF)結(jié)合于蛋白多糖的肝素或硫酸角質(zhì)素鏈上，而且要以bFGF糖胺多糖復(fù)合物形式與細(xì)胞表面受體結(jié)合。bFGF與肝素或硫酸角質(zhì)素結(jié)合能保護(hù)bFGF免被降解。當(dāng)核蛋白水解或肝素或硫酸角質(zhì)素鏈部分降解時(shí)可釋放出活性bFGF糖胺多糖復(fù)合物，刺激細(xì)胞增殖及分化。其它一些生長因子也有類似作用機(jī)制，很明顯，廣泛和大量存在的蛋白多糖可局限這些生長因子在其分泌細(xì)胞短距離內(nèi)作用。這對(duì)于組織的特有結(jié)構(gòu)具有重要意義。
三、蛋白多糖的生物合成
蛋白多糖的合成首先按蛋白質(zhì)生物合成的原理，在核糖體上合成多肽，并分泌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中修飾過程中，由相應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶催化活性單糖轉(zhuǎn)移到氨基酸的側(cè)鏈上，合成胺基多糖。但糖鏈的延伸和加工修飾在高爾基體進(jìn)行。所以說多肽的合成受專一基因控制，而氨基多糖的合成主要由酶的分隔定位和對(duì)酶特異性所決定。
參與胺基多糖合成的各種單糖及其衍生物需先活化成活性單糖，即與二磷酸尿苷(UDP)結(jié)合，而各種單糖及其衍生物均可由葡萄糖轉(zhuǎn)變而來，如下圖13-2所示：醫(yī)學(xué).全在.線www.med126.com
圖13－2 各種單糖及其衍生物的來源
糖胺多糖合成的起始步驟是在木糖轉(zhuǎn)移酶(Xylose transfevase)的催化下，將一分子木糖基連接到核心蛋白多肽鏈的絲氨酸殘基上，形成O－糖苷鍵(O－glycosidic bond)。再由半乳糖轉(zhuǎn)移酶(galactose transforase)催化依次轉(zhuǎn)移兩分子半乳糖，構(gòu)成“木棸霔半”三糖連接區(qū)。然后再由高度特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用逐漸按順序延長，糖鏈合成后再進(jìn)一步修飾。由差向異構(gòu)酶催化將葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘盘侨┧�，而硫酸基則是由活性硫酸根(PAPS)提供，由硫酸轉(zhuǎn)移酶
圖13－3 糖胺多糖鏈與多肽鏈的連接
催化加到新合成的多糖鏈的氨基或羥基上。(圖13-4為硫酸軟骨素A合成過程示意圖)，當(dāng)Vit A缺乏時(shí)硫酸轉(zhuǎn)移酶活性下降，糖胺多糖合成受限，可引起組織生長、發(fā)育的障礙。
圖13－4 硫酸軟骨素A的合成示意
四、蛋白多糖的分解代謝
結(jié)締組織基質(zhì)中的蛋白多糖主要受組織蛋白酶D等的作用，部分肽鏈水解產(chǎn)生的帶多糖鏈的小片段可被細(xì)胞吞噬，進(jìn)而在溶酶體中逐步水解成各種單糖及其衍生物。因此，溶酶體是糖胺多糖分解的主要場所。
圖13－5 透明質(zhì)酸的水解
溶酶體中分解糖胺多糖的酶包括內(nèi)切糖苷酶、外切糖苷酶及硫酸酯酶等。如圖13-5所示透明質(zhì)酸的水解過程：首先透明質(zhì)酸酶(hyaluronidase)為一種內(nèi)切酶，能水解透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素A和C中的β-N-乙酰氨基已糖糖苷鍵，產(chǎn)生主要為四糖或六糖的寡糖。隨后再由β-葡萄糖醛酸酶及β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶等外切酶進(jìn)一步水解，成為單糖及其衍生物。
大多數(shù)糖胺多糖都含有硫酸基團(tuán)。溶酶體中也存在多種硫酸酯酶，能水解各種硫酸酯鍵。有些糖苷酶有很強(qiáng)的底物特異性、不能水解帶硫酸基的寡糖鏈，因此，硫酸酯酶的先天性缺乏會(huì)引起糖胺多糖分解障礙，導(dǎo)致粘多糖癥(mucoplysaccharidoses)。
