简介

蛋白质和糖胺聚糖用共价键连接所构成的 复合糖，一般多糖含量多于蛋白蛋白聚糖的示意图质。它是结缔组织主要成分之一，由 结缔组织特化细胞或纤维细胞和软骨细胞产生。其主要功能是作为结缔组织的纤维成分（胶原和弹性蛋白）埋置或被覆的基质，也可当作垫组织使关节滑润。

氨基聚糖的种类及结构

氨基聚糖可根据其二糖单位的组成、结构及糖－肽连接方式大致分为五种：透明质酸（HA）、硫酸软骨素(CS)、硫酸皮肤素(DS)、肝素(HEP)和硫酸乙酰肝素（或称硫酸类肝素,HS）以及硫酸角质素(KS)。

①透明质酸

存在于大多数结缔组织中，是唯一存在于某些细菌 （如A型链球菌）的氨基聚糖。是结构最简单的氨基聚糖。其重复二糖单位由葡萄糖醛酸及N-乙酰氨基葡萄糖组成，是唯一不发生硫酸化的氨基聚糖。亦不与蛋白质共价结合，因此不参与构成蛋白聚糖单体；但可与蛋白聚糖单体的核心蛋白质通过连接蛋白质借非共价键结合，故可作为多聚蛋白聚糖的聚合轴线。

②硫酸软骨素

是哺乳动物体内最丰富的氨基聚糖，除大量存在于软骨外，亦存在于皮肤、角膜、巩膜、骨、动脉、心瓣膜及脐带中。其重复二糖单位由葡萄糖醛酸及N-乙酰氨基半乳糖组成。硫酸化发生在乙酰氨基半乳糖的4或6位碳原子（即C-4或C-6）的-OH基上,分别称为4-硫酸软骨素及 6-硫酸软骨素（旧称硫酸软骨素A及硫酸软骨素C）。

③硫酸皮肤素

不仅存在于皮肤中，亦出现在血管、心、心瓣膜、肌腱、关节囊、纤维软骨、韧带及脐带等组织中。其二糖单位艾杜糖醛酸及N-乙酰氨基半乳糖的C-4 发生硫酸化。硫酸皮肤素与核心蛋白质的连接方式与硫酸软骨素接近，因此曾被称为硫酸软骨素B。

④肝素及硫酸乙酰肝素

虽列为同一类，但其分布、结构及功能颇具差异。肝素由紧靠血管的肥大细胞产生，并贮存于肥大细胞的颗粒中，应一定的刺激而释放，具有抗凝血作用。硫酸乙酰肝素则普遍存在于各种细胞的表面，参与膜结构以及细胞之间和细胞与基质之间的相互作用。肝素和硫酸乙酰肝素的共同结构特点是由艾杜糖醛酸或葡萄糖醛酸和乙酰氨基葡萄糖组成二糖单位，此类氨基聚糖的硫酸化程度高。但肝素中艾杜糖醛酸多于葡萄糖醛酸，而在硫酸乙酰肝素中则二者大致相等。硫酸乙酰肝素与肝素相比其硫酸化程度较低而乙酰化程度较高。二者的核心蛋白质却全然不同。肝素常以蛋白聚糖单位的形式存在。肝素的分子量范围很宽，肝素的抗凝血活性与其分子量有关。由于肝素的抗凝血作用是通过与抗凝血酶结合，从而使某些凝血因子失去作用，而肝素与抗凝血酶的亲和力在一定范围内随分子量的加大而增加。此外,肝素的抗凝活性还与N硫酸基及糖醛酸的羧基有关。硫酸乙酰肝素的核心蛋白质的肽链中存在疏水性区域，可嵌入细胞膜的脂双层中，因此可作为细胞膜的结构成分。硫酸乙酰肝素分子暴露于质膜外表面的糖链及肽段可与 细胞外基质中的某些成分，如胶原、 纤粘连蛋白及层粘连蛋白相结合；其伸入胞质中的肽段可与细胞骨架成分,如肌动蛋白相结合。因此,硫酸乙酰肝素既参与细胞之间和细胞－基质之间的相互作用，又可从细胞外向细胞内传递信息，但几乎没有抗凝血作用。

⑤硫酸角质素

具有两种不同的类型。来自角膜的硫酸角质素Ⅰ是角膜中唯一的氨基聚糖，来自骨、软骨及髓核等支架组织的硫酸角质素Ⅱ常与硫酸软骨素一起构成蛋白聚糖。硫酸角质素在单糖组成及糖－肽连接方式上皆与糖蛋白相似，但因具有重复二糖序列及多硫酸化，故仍归入氨基聚糖类。

蛋白聚糖的生物合成

包括肽链的合成及糖链的合成。核心蛋白质肽链的合成是蛋白聚糖合成的限速步骤，在粗面内质网进行，其过程与一般蛋白质相同。肽链的糖基化在内质网起始，在戈尔吉氏体完成。氨基聚糖糖链的合成过程与糖蛋白者类似。亦由一系列糖基转移酶催化逐个将活化单糖的糖基转移到肽链及未完成的糖链，使之不断延长。糖基的硫酸化是在糖链的延长过程中进行的。由硫酸基转移酶催化，从磷酸腺苷磷酸硫酸转移硫酸基到糖基，糖链中的艾杜糖醛酸是由葡萄糖醛酸基在差向异构酶催化下发生旋光异构化形成的。

蛋白聚糖的降解

可在一系列细胞外酶或溶酶体中的细胞内酶的催化下进行。水解糖链的酶包括内切糖苷酶及外切糖苷酶，分别催化水解糖链中的及糖链非还原末端的糖苷链。透明质酸酶是了解最多的内切糖苷酶。精细胞产生的透明质酸酶对其穿过卵膜实现受精是必要的。细菌分泌的透明质酸酶对其侵犯宿主组织有重要作用。氨基聚糖中的硫酸基由硫酸酯酶催化水解脱硫酸。脱硫酸常为氨基聚糖糖链降解的限速步骤。未经脱硫酸则糖苷酶无法发挥作用。至于核心蛋白质及连接蛋白质的降解过程与一般蛋白质相同。

蛋白聚糖的生物学作用