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用語集(詳細説明)

大分類:凝固

小分類:機能分子


グリコサミノグリカン・プロテオグリカン
glycosaminoglycan、proteoglycan

解説

【概要】
 グリコサミノグリカン(GAG)はウロン酸(例外としてケラタン硫酸はガラクトース)とアミノ糖の二糖単位の繰り返し構造を有する直鎖状の多糖である。ヒアルロナン(ヒアルロン酸とも呼ばれる)やデルマタン硫酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン硫酸、へパラン硫酸などが知られており、ヒアルロナン以外は硫酸化されている。その水溶液は粘稠(ムコmuco)であるためムコ多糖とも呼ばれる。硫酸化されたGAGは通常、コアタンパク質に結合しており、この化合物をプロテオグリカン(PG)と呼ぶ。コアタンパク質は種々のドメインで構成されており、GAGの機能とは別に独自の機能が示唆される。PGは分泌型(細胞外マトリックス成分)あるいは細胞膜結合型として存在する。また、セルグリシンのようにマスト細胞や血小板、好中球、好酸球の顆粒に含まれており、細胞の活性化で放出されるPGもある。GAGおよびPGは細胞間の潤滑や緩衝に働くだけでなく、増殖因子やサイトカイン、および、それらの受容体、細胞外マトリックス成分、接着分子などと相互作用し、細胞の機能や増殖、接着、移動を制御・調節している。

【へパラン硫酸とヘパリン】
 血液凝固阻害因子のアンチトロンビンヘパリンコファクターⅡはヘパラン硫酸やヘパリンに(ヘパリンコファクターⅡはデルマタン硫酸にも)結合し、その活性が増強される。ヘパリンはヘパラン硫酸と同じくウロン酸(グルクロン酸またはイズロン酸)とグルコサミンの二糖単位の繰り返し構造を有するが、へパラン硫酸よりも高度に硫酸化されている。ヘパリンはへパラン硫酸に比べて、アンチトロンビン結合部位(3-O-硫酸化グルコサミンを含む配列)が豊富である。へパラン硫酸は殆どすべての細胞で合成されるが、ヘパリンはマスト細胞で合成され、その顆粒中にPG(セルグリシン)結合型あるいは遊離の状態で貯蔵されている。へパラン硫酸プロテオグリカンには分泌型のパールカンやアグリン、XVIII型コラーゲン、および、細胞膜結合型として膜貫通型のシンデカン(syndecan-1 ~ 4)とGPI(グリコシルホスファチジルイノシトール)アンカー型のグリピカン(glypican-1 ~ 6)などが知られている。

【ノックアウトマウスの表現型】
 へパラン硫酸の糖鎖骨格の合成酵素やグルコサミンの脱アセチル化/N-硫酸化酵素(NDST-1)、グルクロン酸をイズロン酸に変換するエピメラーゼ、2-O-硫酸化酵素などの欠損マウスは胎性または出生直後の致死であり、硫酸化GAGは多くの生命現象に必須である。NDST-2の欠損マウスでは、マスト細胞のヘパリン硫酸化の著減とマスト細胞の形成・機能異常が観察される。3-O-硫酸化酵素HS3ST-1の欠損マウスでは、上記のアンチトロンビン結合部位が形成されずヘパリンやへパラン硫酸の抗凝固活性は低下していた。ところが予想に反して、HS3ST-1欠損マウスは血栓傾向を示さず、へパラン硫酸によるアンチトロンビン結合の生体内における意義については不明な点も残されている。

図表

参考文献

1) ヘパラン硫酸スルホトランスフェラーゼ欠損マウス,血栓止血誌 Vol13 No1:80,2002.

2) ジーンターゲティングを用いた血液凝固制御因子の生体における機能解明,血栓止血誌 Vol13 No1:9,2002.

引用文献

著者

武谷 浩之

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