Title: 2. ročník / Biochémia / ZS / 14. Peptidoglykany

Q: Čo sú proteoglykany?
A: Proteíny s kovalentne naviazaným glykosaminoglykanom (GAG) alebo mukopolysacharidom (MPS).

Q: Kde sa nachádzajú proteoglykany?
A: Súčasť extracelulárnej matrix (ECM).

Q: Čo sú glykosaminoglykany (GAG)?
A: Dlhé, nerozvetvené, negatívne nabité heteropolysacharidy tvoriace reťazce s >100 monosacharidmi.

Q: Z čoho sú GAG zložené?
A: Z opakujúcich sa disacharidových jednotiek: aminocukor + urónová kyselina.

Q: Aký majú GAG náboj a prečo?
A: Záporný náboj vďaka karboxylovým a sulfátovým skupinám pri fyziologickom pH.

Q: Aké sú fyzikálne vlastnosti GAG?
A: Väzba veľkého množstva vody a iónov → gelová povaha, elasticita, pevnosť, viskozita.

Q: Aký je pomer cukrov a proteínu v proteoglykane?
A: GAG tvoria asi 95 % molekulovej hmotnosti proteoglykanu.

Q: Aký je základný stavebný prvok GAG?
A: Disacharid = aminocukor + kyselý cukor (urónová kyselina).

Q: Aké aminocukry sa nachádzajú v GAG?
A: D-glukosamín, D-galaktosamín, GluNAc, GalNAc a sulfatované deriváty.

Q: Aké urónové kyseliny sa vyskytujú v GAG?
A: D-glukuronová a L-iduronová kyselina.

Q: Čím sa líši keratansulfát od iných GAG?
A: Neni kyselí, namiesto urónovej kyseliny obsahuje galaktózu
+ typom väzby na osový protein

Q: Aké je všeobecné delenie GAG?
A: Na 6 hlavných tried podľa zloženia, typu väzby a sulfatácie.

Q: Vymenuj hlavné typy GAG.
A: Chondroitin-4/6-sulfát
dermatansulfát
keratansulfát I/II
heparín
heparansulfát
hyaluronová kyselina

Q: Ako a kde sa viažu GAG na proteín?
A: Najčastejšie cez xylózu na serín v osovom proteíne
Cez GalNAc na Ser/Thr
Cez GlcNAc na amidovu skup. Asn,

Q: Aký je najčastejší GAG v tele?
A: Chondroitinsulfát.

Q: Kde sa vyskytuje chondroitinsulfát?
A: Chrupavky, šľachy, vazy, aorta, rohovka, mozog, pľúca, obličky.

Q: Kde sa vyskytuje dermatansulfát?
A: Koža, cievna stena, srdcové chlopne.

Q: Keratansulfát II typ väzby
A: viaže sa cez GalNAc na Thr (O-glykosidová)

Q: Keratansulfát I typ väzby
A: viaže sa cez GlcNAc na Asn (N-glykosidová)

Q: Kde sa nachádza keratansulfát I?
A: Rohovka.

Q: Kde sa nachádza keratansulfát II?
A: Pojivová tkanina, chrupavka.

Q: Heparín - must know
A: vysoko sulfatovaný, intracelulárny ([endotel kapilár] žírné buňky, bazofily - v granulých spolu s histaminem), antikoagulant (inhibice Xa, väzba na antitrombin III)

Q: Aký GAG má podobnú štruktúru ako heparín, ale je extracelulárny?
A: Heparansulfát.

Q: Kde sa nachádza heparansulfát?
A: Bazálne membrány, povrch buniek, mozog, aorta, fibroblasty.

Q: Aké funkcie má heparansulfát?
A: Adhézia buniek, regulácia rastu, diferenciácia, angiogenéza, invazivita, metastázy.

Q: Hyaluronová kyselina
A: nie je sulfatovaná a nie je kovalentne viazaná na proteín = tvorba agregátov

Q: Kde sa nachádza hyaluronová kyselina?
A: Synoviálna tekutina, sklivec, pupečník, chrupavka, mäkké tkanivá.

Q: Aké má funkcie hyaluronová kyselina?
A: Lubrikácia, tlmenie nárazov, hydratácia, migrácia buniek, hojenie.

Q: Ako ovplyvňuje veľkosť hyaluronátu jeho funkciu?
A: mení jej vlastnosti

Q: Aká je základná štruktúra proteoglykanu?
A: Osový proteín + kovalentne viazané GAG (okrem HA) → monomér.

Q: Ako sa vytvára proteoglykanový agregát?
A: Monomér + hyaluronová kyselina + spojovací proteín (nekovalentne).

Q: Príklady proteoglykánov chrupavky.
A: Agrekan, versikan.

Q: Príklady nervových proteoglykánov.
A: Neurokan, brevikan.

Q: Transmembránový proteoglykán.
A: Syndekan.

Q: Kde prebieha syntéza osového proteínu proteoglykanu?
A: Na ribosómoch drsného ER.

Q: Kde prebieha syntéza GAG reťazca?
A: V Golgiho aparáte pomocou membránových glykosyltransferáz.

Q: Aké sú aktivované formy cukrov pri syntéze GAG?
A: UDP-GlcNAc, UDP-GalNAc, UDP-GlcA.

Q: Ktoré enzýmy katalyzujú sulfatáciu GAG?
A: Sulfotransferázy (N-, O-typ).

Q: Aký je donor sulfátovej skupiny?
A: PAPS (3′-fosfoadenozín-5′-fosfosulfát).

Q: Čo spôsobí defekt sulfatácie GAG?
A: Chondrodysplázia, achondroplázia – porucha rastu chrupavky a kostí.

Q: Ako sa GAG viažu na osový proteín?
A: Najčastejšie cez xylózu na Ser/Thr; menej často cez GlcNAc na Asn.

Q: Ktorý enzým syntetizuje hyaluronovú kyselinu?
A: Hyaluronát syntáza (HAS) – membránový enzým, vyžaduje Mg²⁺ alebo Mn²⁺.

Q: Kde prebieha syntéza hyaluronovej kyseliny?
A: Na plazmatickej membráne.

Q: Ako sa degradujú proteoglykany?
A: Endocytózou → fúzia s lyzozómom → hydrolýza (endoglykosidázy, sulfatázy, glykosidázy, proteázy).

Q: Aké enzýmy degradujú hyaluronát?
A: Hyaluronidázy (HYAL1–5)
HYAL2 - extracelularny, degradace dlhého reťazca na kratšie
HYAL1 - intracelularny, degradace kratších reťazcov

Q: Aké choroby sú spojené s defektom degradácie GAG?
A: Mukopolysacharidózy a mukolipidózy.

Q: Čo spôsobuje mukopolysacharidózy?
A: Deficit lyzozomálnych enzýmov (hydroláz) → hromadenie GAG.

Q: Čo je I-cell disease?
A: Porucha prenosu lyzozomálnych enzýmov (chýba Man-6-P označenie).

Q: Ako sa diagnostikujú mukopolysacharidózy?
A: Vylučovanie GAG v moči.

Q: Aký je spoločný dôsledok MPS?
A: Hromadenie GAG → orgánomegália, poruchy kostí, retardácia, vylučovanie GAG močom.

Q: Aké sú základné funkcie proteoglykánov v ECM?
A: Viažu vodu, vytvárajú gely, ovplyvňujú pohyb molekúl, zvyšujú osmotický tlak.

Q: Aké sú špecifické funkcie vybraných GAG?
A: - Chondroitinsulfát: pevnosť chrupavky (vazy, šlachy, cévy)
- Heparín: antikoagulant
- Keratansulfát: transparentnosť rohovky
- Hyaluronát: lubrikácia, hojenie, tlmenie nárazov
- Dermatansulfát: bariéra kože
- Heparansulfát: adhezia bunek, rast, diferenciace, migrace

Q: Ako sa mení zastúpenie GAG pri starnutí a chorobách?
A: Nádory: ↑ HA, ↓ heparansulfát → väčšia migrácia buniek
Ateroskleróza: dermatansulfát viaže LDL.

Q: Ako súvisia GAG s artritídou a osteoartrózou?
A: Autoantigénne vlastnosti GAG, pri OA: ↓ chondroitinsulfát, ↑ keratansulfát a HA.

Q: Aký je rozdiel medzi glykoproteínom a proteoglykánom?
A: Glykoproteín: krátke, vetvené reťazce, málo cukru.
Proteoglykán: dlhé, lineárne, negatívne nabité reťazce (GAG).

Q: Ako je naviazaná väčšina GAG na protein (prvý krok)
A: Naviazanie trsacharidu (protein-Ser-OH)-Xyl-Gal-Gal (následne na to sa postupne po jednom monosacharide viaže GAG reťazec)