Аггрекан
Аггрекан (англ. Aggrecan) — белок, также известный как хрящевой специфичный протеогликановый ядерный белок или протеогликановый хондроитинсульфат 1, и имеющийся только у позвоночных. У человека кодируется геном ACAN[1]. Аггрекан — это протеогликан, то есть белок, соединенный с углеводами. У человека он состоит из 2316 аминокислот и может присутствовать в различных изоформах.
Структура
Аггрекан — протеогликан с высокой молекулярной массой, около 2500 кДа[2]. Имеет переплетённую (кустообразную) структуру, где цепи хондроитинсульфата и кератансульфата прикреплены к вытянутой белковой сердцевине[3]. На изображении гиалинового хряща центральный протеин и есть его белковая сердцевина. Молекула аггрекана состоит из двух глобулярных доменов на N-конце и из одного глобулярного домена на C-конце, разделённых гликозаминогликаном. Две главные модифицируемые части — это самостоятельно организованные области хондроитинсульфата и кератансульфата, состоящие из трёх глобулярных доменов G1, G2 и G3, объединённых в одну группу.
Семейство аггреканов включает в себя и другие важные белки, такие как версикан (внеклеточный матричный протеогликан), нейрокан, бревикан и находящийся в клеточной мембране HA-рецептор антигена CD44.
Функции
Аггрекан очень важен в гиалиновых хрящах, так как связывает фибриллы коллагена II типа и удерживает воду. Его домен G1, вместе с гиалуроновой кислотой, связывает другие белки в тройной комплекс во внеклеточной матрице. Домен G2 гомологичен тандемному повтору G1 и связующему белку; он вовлечен в процессирование белка. Домен G3 составляет С-конец ядерного белка. Он участвует в процесса модификации гликозаминогликана и секреции продукта. Аггрекан играет очень важную роль во взаимодействии хондроцитов и их внеклеточного матрикса благодаря своей способности связывать гиалуроновую кислоту.
Аггрекан наделяет межпозвонковые диски и другие хрящи устойчивостью к большим нагрузкам. Области высокого содержания аггрекана и глюкозаминогликана способствуют осмосу, необходимому для нормального функционирования хрящевой ткани, и создают «разбухание» ткани, которое препятствуют внешнему давлению на неё. Это свойство в основном зависит от концентрации глюкозаминогликана и самого аггрекана во внеклеточном матриксе хрящевой ткани[4].
Значение
Мутация гена ACAN, ответственного за синтез аггрекана, может привести к дисплазии, а нехватка аггрекана может быть сопряжена с различными артритами, в том числе и с ревматоидным артритом, а также и с другими заболеваниями суставов. Иногда к нехватке аггрекана может быть причастен фермент ADAMTS5.
Примечания
- ↑ Doege K. J., Sasaki M., Kimura T., Yamada Y. Complete coding sequence and deduced primary structure of the human cartilage large aggregating proteoglycan, aggrecan. Human-specific repeats, and additional alternatively spliced forms. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1991. — Vol. 266, no. 2. — P. 894—902. — PMID 1985970.
- ↑ Hascall V. C., Sajdera S. W. Physical properties and polydispersity of proteoglycan from bovine nasal cartilage. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1970. — Vol. 245, no. 19. — P. 4920—4930. — PMID 5506265.
- ↑ Nap R. J., Szleifer I. Structure and interactions of aggrecans: statistical thermodynamic approach. (англ.) // Biophysical journal. — 2008. — Vol. 95, no. 10. — P. 4570—4583. — doi:10.1529/biophysj.108.133801. — PMID 18689463.
- ↑ Roughley P., Martens D., Rantakokko J., Alini M., Mwale F., Antoniou J. The involvement of aggrecan polymorphism in degeneration of human intervertebral disc and articular cartilage. (англ.) // European cells & materials. — 2006. — Vol. 11. — P. 1—7. — PMID 16425147.