27.2: グリコサミノグリカン

ムコ多糖としても知られるグリコサミノグリカン (GAG) は、特定の繰り返し二糖、つまり N-アセチルグルコサミンまたは N-アセチルガラクトサミンであるアミノ糖と、通常はグルクロン酸またはイズロン酸であるウロン酸で構成される長くて線状のポリマーです。

GAGS は、脊椎動物、無脊椎動物、細菌の細胞外マトリックスに存在します。 極性の性質により、それらは水を引き付け、動物の体内で優れた潤滑剤または衝撃吸収剤として機能します。

ヒアルロン酸は滑膜組織の主要構成成分であり、他のさまざまな結合組織の基底物質として機能します。 眼球の形状を維持するのに役立つため、点眼薬として広く使用されています。 また、関節を潤滑し、細胞を結合するのにも役立ちます。

GAG は、ヘパラン硫酸、コンドロイチンおよびデルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸の 4 つのグループに分類されます。

ヘパラン硫酸は、血液凝固と炎症反応において重要な役割を果たします。 コンドロイチンは、変形性関節症および冠状動脈疾患の治療に臨床的に処方されています。 ケラタン硫酸は角膜の主要成分の 1 つです。 角膜の発達を助け、組織の透明性を維持します。 デルマタン硫酸はさまざまな臓器や組織の重要な成分であり、血液凝固の調節、傷の修復、感染症への対応に不可欠です。 ヒアルロン酸は皮膚の伸縮を助け、それによってしわを軽減します。

グリコサミノグリカンまたはGAGは、特定の反復二糖類(アミノ糖N-アセチルグルコサミンまたはN-アセチルガラクトサミン)の線状ポリマーであり、もう一方は通常、グルクロン酸またはイズロン酸である可能性のあるウロン酸です。

GAGの4つの主要なグループは、ヒアルロン酸、コンドロイチン、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸であり、糖、糖間の結合の種類、および硫酸基の数と位置に基づいている。

GAGは、糖結合した硫酸塩基とカルボン酸基があるため、酸性が強く、負の電荷を帯びています。

したがって、結合組織の細胞外空間に存在するGAGは、ナトリウムイオンのような陽イオンの雲を引き付けます。その結果、水がマトリックスに吸い込まれます。これにより、膨潤圧力または膨満圧力が発生し、マトリックスが圧縮力に耐えるのに役立ちます。

ほとんどのGAGは、プロテオグリカンを形成するコアタンパク質に共有結合しています。軟骨マトリックスでは、これらのプロテオグリカンは非硫酸化GAGであるヒアルロン酸と結合してプロテオグリカン凝集体を形成し、耐荷重性と変形に対する耐性を提供します。