Ugrás a tartalomhoz

Aggrekán

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Aggrekán
Azonosítók
JelACAN, AGC1, AGCAN, CSPG1, CSPGCP, MSK16, SEDK, SSOAOD
Entrez176
OMIM155760
RefSeqNM_001135
UniProtP16112
PDB4MD4
Egyéb adatok
Lokusz15. krom. q26.1

Az aggrekán (ACAN), más néven porcspecifikus proteoglikán-magprotein (CSPCP) vagy kondroitin-szulfát-proteoglikán 1 az ACAN gén által kódolt fehérje.[1] A gén a lektikánok (kondroitin-szulfát-proteoglikánok) családjának tagja. A kódolt fehérje fontos a porcszövet extracelluláris mátrixában, és a porcban lévő összenyomásnak ellenáll.

Az aggrekán proteoglikán, vagyis nagy szénhidrátokkal módosított fehérje. Humán formája 2316 aminosavból áll, és több izoformája ismert az alternatív splicing révén.[1] Nevét porcszövetben alkotott aggregátumairól kapta (nagy aggregáló proteoglikán).[2][3]

Szerkezet

[szerkesztés]

Az aggrekán nagy molekulatömegű () proteoglikán. Kefevirág-szerkezetű, ahol kondroitin- és keratán-szulfát glükózaminoglikán- (GAG) láncok csatlakoznak hosszú fehérjemaghoz.[4]

Az aggrekán molekulatömege több, mint 2500 kDa.[5] A 300 kDa-os[6] fehérjemaghoz mintegy 100 GAG lánc tartozik.[7]

Az aggrekán 2 N-terminális globuláris szerkezeti doménből (G1, G2) és egy C-terminális globuláris doménből (G3) áll, köztük nagy, sok GAG-t tartalmazó CS doménnel. (N-G1-G2-CS-G3-C) A két fő módosító különböző régiókba rendeződik, egy kondroitin-szulfát- és egy keratán-szulfát-régióba.

A 3 globuláris domének az aggregációban, a hialuronánkötésben, a sejtadhézióban és a chondrocitaapoptózisban fontosak.

2023-ban molekuláris szimulációkkal és neutronszórási kísérletekkel feltételezték, hogy az aggrekán vizes oldatban kétdimenziós, lapos aggregátumokat alkot.[3]

Az II-es típusú kollagénnel együtt az aggrekán a porc, különösen az ízületi porcok fontos szerkezeti komponense.

Az aggrekáncsalád további fontos tagjai a verzikán, más néven PG-M, a neurokán, a brevikán és a sejtfelszíni hialuronsav-receptor CD44. Ezek moduláris proteoglikánok szerkezeti motívumok, például EGF-szerű, szénhidrát-felismerő (CRD), komplementkötőfehérje-szerű (CBP), immunglobulin-domének és proteoglikán-tandemismétlődések kombinációjával.

Funkció

[szerkesztés]

Az aggrekán fontos komponens a porcszerkezetben és az ízületek működésében.

A G1 domén kölcsönhat hialuronsavval és kapcsoló fehérjével, stabil hármas komplexeket alkotva az ECM-ben. A G2 homológ a G1 tandem ismétlődéseihez és a kapcsoló fehérjéhez, és a termékfeldolgozásban fontos. A G3 a magfehérje C-terminusa. Ez segíti a glükózaminoglikán-módosítást és a termékszekréciót. Az aggrekán fontos a chondrocita–chondrocita és a chondrocita–mátrix kölcsönhatásokban hialuronsav-kötő képessége révén.[7]

Az aggrekán az intervertebralis korongokat és a porcokat képessé teszi a nyomásnak való ellenállásra. A lokalizált nagy aggrekánkoncentráció biztosítja a normál szöveti funkcióhoz szükséges ozmotikus tulajdonságokat a GAG-ok révén, melyek az összenyomással szemben ható nyomást biztosítanak. Ehhez magas GAG/aggrekán-koncentráció kell a szövet ECM-jében.[8] A korongban az aggrekánkoncentráció maximumát 20–29 éves korban éri el, ezután csökkenni kezd, a bomlástermékek ekkor lassan felhalmozódnak.[9] Így a korongok merevebbek, kisebb tűrőképességűek lesznek.

Az aggrekán fontos továbbá az agyban a neuronok közti hely elrendezésében.[10] Kapcsoló fehérjével és tenaszcinokkal való kölcsönhatás révén az aggrekán hialuronánt köt, nagy aggregátumokat alkotva a sejtfelszínen.

Klinikai jelentősége

[szerkesztés]

Az aggrekánszintézist és -bomlást vizsgálják a porcbomlásban ízületi sérülés, betegség és öregedés folyamán.

Az N-terminális globuláris domének közti kapcsoló domén, az interglobuláris domén erősen szenzitív a proteolízisre. Ez összefügghet az artritisz kialakulásával. Az aggrekánbontó proteázok az aggrekanázok, ők az ADAM (A Disintegrin And Metalloprotease) fehérjecsalád tagjai.[11]

A degeneratív ízületi betegség a morbiditás legfőbb oka, jelentős szociális és gazdasági befolyással. A oszteoartritiszre az ízületi porcok lassú romlása és a synovium és az ízületi tok fibrózisa jellemző. Az ízületi porc akár 10 tömegszázalék proteoglikánt is tartalmazhat, ennek nagy része aggrekán, ennek csökkenése a betegség korai jele.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ a b Doege KJ, Sasaki M, Kimura T, Yamada Y (1991. január 1.). „Complete coding sequence and deduced primary structure of the human cartilage large aggregating proteoglycan, aggrecan. Human-specific repeats, and additional alternatively spliced forms”. J. Biol. Chem. 266 (2), 894–902. o. DOI:10.1016/S0021-9258(17)35257-2. PMID 1985970. 
  2. ↑ Aspberg A (2012. december 1.). „The different roles of aggrecan interaction domains”. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry 60 (12), 987–96. o. DOI:10.1369/0022155412464376. PMID 23019016. PMC 3527881. 
  3. ↑ a b Chremos A, Horkay F (2023. szeptember 1.). „Coexistence of Crumpling and Flat Sheet Conformations in Two-Dimensional Polymer Networks: An Understanding of Aggrecan Self-Assembly”. Physical Review Letters 131 (13), 138101. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.131.138101. PMID 37832020. 
  4. ↑ Nap RJ, Szleifer I (2008. november 1.). „Structure and interactions of aggrecans: statistical thermodynamic approach”. Biophys. J. 95 (10), 4570–83. o. DOI:10.1529/biophysj.108.133801. PMID 18689463. PMC 2576360. 
  5. ↑ Hascall, VC (1970. október 10.). „Physical properties and polydispersity of proteoglycan from bovine nasal cartilage”. The Journal of Biological Chemistry 245 (19), 4920–30. o. DOI:10.1016/S0021-9258(18)62796-6. PMID 5506265. 
  6. ↑ Chandran, PL (2012. január 1.). „Aggrecan, an unusual polyelectrolyte: review of solution behavior and physiological implications”. Acta Biomaterialia 8 (1), 3–12. o. DOI:10.1016/j.actbio.2011.08.011. PMID 21884828. PMC 3226867. 
  7. ↑ a b Kiani C, Chen L, Wu YJ, Yee AJ, Yang BB (2002. március 1.). „Structure and function of aggrecan”. Cell Res. 12 (1), 19–32. o. DOI:10.1038/sj.cr.7290106. PMID 11942407. 
  8. ↑ Roughley P, Martens D, Rantakokko J, Alini M, Mwale F, Antoniou J (2006). „The involvement of aggrecan polymorphism in degeneration of human intervertebral disc and articular cartilage”. Eur Cell Mater 11, 1–7; discussion 7. o. DOI:10.22203/eCM.v011a01. PMID 16425147. 
  9. ↑ Sivan SS, Wachtel E, Roughley P (2014). „Structure, function, aging and turnover of aggrecan in the intervertebral disc”. Biochim. Biophys. Acta 1840 (10), 3181–9. o. DOI:10.1016/j.bbagen.2014.07.013. PMID 25065289. 
  10. ↑ Morawski M, Brückner G, Arendt T, Matthews RT (2012. május 1.). „Aggrecan: Beyond cartilage and into the brain”. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 44 (5), 690–3. o. DOI:10.1016/j.biocel.2012.01.010. PMID 22297263. 
  11. ↑ East CJ, Stanton H, Golub SB, Rogerson FM, Fosang AJ (2007). „ADAMTS-5 deficiency does not block aggrecanolysis at preferred cleavage sites in the chondroitin sulfate-rich region of aggrecan”. J. Biol. Chem. 282 (12), 8632–40. o. DOI:10.1074/jbc.M605750200. PMID 17255106. 

Fordítás

[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Aggrecan című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

[szerkesztés]
  • Watanabe H, Yamada Y, Kimata K (1998). „Roles of aggrecan, a large chondroitin sulfate proteoglycan, in cartilage structure and function”. J. Biochem. 124 (4), 687–93. o. DOI:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022166. PMID 9756610. 
  • Fosang AJ, Neame PJ, Last K, Hardingham TE, Murphy G, Hamilton JA (1992). „The interglobular domain of cartilage aggrecan is cleaved by PUMP, gelatinases, and cathepsin B”. J. Biol. Chem. 267 (27), 19470–4. o. DOI:10.1016/S0021-9258(18)41799-1. PMID 1326552. 
  • Sandy JD, Flannery CR, Neame PJ, Lohmander LS (1992). „The structure of aggrecan fragments in human synovial fluid. Evidence for the involvement in osteoarthritis of a novel proteinase which cleaves the Glu 373-Ala 374 bond of the interglobular domain”. J. Clin. Invest. 89 (5), 1512–6. o. DOI:10.1172/JCI115742. PMID 1569188. PMC 443022. 
  • Baldwin CT, Reginato AM, Prockop DJ (1989). „A new epidermal growth factor-like domain in the human core protein for the large cartilage-specific proteoglycan. Evidence for alternative splicing of the domain”. J. Biol. Chem. 264 (27), 15747–50. o. DOI:10.1016/S0021-9258(18)71537-8. PMID 2789216. 
  • Kimata K, Barrach HJ, Brown KS, Pennypacker JP (1981). „Absence of proteoglycan core protein in cartilage from the cmd/cmd (cartilage matrix deficiency) mouse”. J. Biol. Chem. 256 (13), 6961–8. o. DOI:10.1016/S0021-9258(19)69084-8. PMID 7240256. 
  • Glumoff V, Savontaus M, Vehanen J, Vuorio E (1994). „Analysis of aggrecan and tenascin gene expression in mouse skeletal tissues by northern and in situ hybridization using species specific cDNA probes”. Biochim. Biophys. Acta 1219 (3), 613–22. o. DOI:10.1016/0167-4781(94)90220-8. PMID 7524681. 
  • Ilic MZ, Mok MT, Williamson OD, Campbell MA, Hughes CE, Handley CJ (1995). „Catabolism of aggrecan by explant cultures of human articular cartilage in the presence of retinoic acid”. Arch. Biochem. Biophys. 322 (1), 22–30. o. DOI:10.1006/abbi.1995.1431. PMID 7574678. 
  • Valhmu WB, Palmer GD, Rivers PA, Ebara S, Cheng JF, Fischer S, Ratcliffe A (1995). „Structure of the human aggrecan gene: exon-intron organization and association with the protein domains”. Biochem. J. 309 (2), 535–42. o. DOI:10.1042/bj3090535. PMID 7626017. PMC 1135764. 
  • Barry FP, Neame PJ, Sasse J, Pearson D (1994). „Length variation in the keratan sulfate domain of mammalian aggrecan”. Matrix Biol. 14 (4), 323–8. o. DOI:10.1016/0945-053X(94)90198-8. PMID 7827755. 
  • Fosang AJ, Last K, Neame PJ, Murphy G, Knäuper V, Tschesche H, Hughes CE, Caterson B, Hardingham TE (1994). „Neutrophil collagenase (MMP-8) cleaves at the aggrecanase site E373-A374 in the interglobular domain of cartilage aggrecan”. Biochem. J. 304 (2), 347–51. o. DOI:10.1042/bj3040347. PMID 7998967. PMC 1137499. 
  • Fosang AJ, Last K, Knäuper V, Neame PJ, Murphy G, Hardingham TE, Tschesche H, Hamilton JA (1993). „Fibroblast and neutrophil collagenases cleave at two sites in the cartilage aggrecan interglobular domain”. Biochem. J. 295 (1), 273–6. o. DOI:10.1042/bj2950273. PMID 8216228. PMC 1134849. 
  • Korenberg JR, Chen XN, Doege K, Grover J, Roughley PJ (1993). „Assignment of the human aggrecan gene (AGC1) to 15q26 using fluorescence in situ hybridization analysis”. Genomics 16 (2), 546–8. o. DOI:10.1006/geno.1993.1228. PMID 8314595. 
  • Dudhia J, Davidson CM, Wells TM, Vynios DH, Hardingham TE, Bayliss MT (1996). „Age-related changes in the content of the C-terminal region of aggrecan in human articular cartilage”. Biochem. J. 313 (3), 933–40. o. DOI:10.1042/bj3130933. PMID 8611178. PMC 1217001. 
  • Fülöp C, Cs-Szabó G, Glant TT (1996). „Species-specific alternative splicing of the epidermal growth factor-like domain 1 of cartilage aggrecan”. Biochem. J. 319 (3), 935–40. o. DOI:10.1042/bj3190935. PMID 8921002. PMC 1217878. 
  • Kirschfink M, Blase L, Engelmann S, Schwartz-Albiez R (1997). „Secreted chondroitin sulfate proteoglycan of human B cell lines binds to the complement protein C1q and inhibits complex formation of C1”. J. Immunol. 158 (3), 1324–31. o. DOI:10.4049/jimmunol.158.3.1324. PMID 9013976. 
  • Parkar AA, Kahmann JD, Howat SL, Bayliss MT, Day AJ (1998). „TSG-6 interacts with hyaluronan and aggrecan in a pH-dependent manner via a common functional element: implications for its regulation in inflamed cartilage”. FEBS Lett. 428 (3), 171–6. o. DOI:10.1016/S0014-5793(98)00523-7. PMID 9654129. 
  • Fosang AJ, Last K, Fujii Y, Seiki M, Okada Y (1998). „Membrane-type 1 MMP (MMP-14) cleaves at three sites in the aggrecan interglobular domain”. FEBS Lett. 430 (3), 186–90. o. DOI:10.1016/S0014-5793(98)00667-X. PMID 9688535. 
  • Aggrecan. Learning Center. Sigma-Aldrich Company. (Hozzáférés: 2011. október 24.)

További információk

[szerkesztés]
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Aggrekán&oldid=27249544”