プロテオグリカンと糖タンパク質の違いとは?分かりやすく解説!

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プロテオグリカンと糖タンパク質の主な違いは、プロテオグリカンでは1本以上のグリコサミノグリカン鎖がタンパク質に結合しているのに対し、糖タンパク質の場合はオリゴ糖鎖がタンパク質に結合している点です。

さらに、プロテオグリカンは主に結合組織に存在し、糖タンパク質は細胞膜に存在する。

プロテオグリカンと糖タンパク質は、糖鎖がタンパク質と共有結合している2種類の糖鎖であり、プロテオグリカンと糖タンパク質は、糖鎖がタンパク質と共有結合している2種類の糖鎖です。

その他、糖ペプチド、ペプチドグリカン、糖脂質、リポポリサッカライドなどがあります。

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プロテオグリカンとは?

プロテオグリカンは、グリコサミノグリカン(GAG)鎖にコアタンパク質が共有結合した生体分子で、糖鎖複合体です。

グリコサミノグリカン(ムコ多糖類)は、2糖の繰り返し単位からなる長鎖の非分岐多糖類です。

プロテオグリカンは多糖類であるため、糖鎖が高度に結合した複合糖質の一種である

タンパク質のセリン残基がグリコサミノグリカン鎖に結合し、3糖の橋渡しをする。

セリン残基は一般にSer-Gly/Ala-X-Glyの配列で存在し、Xはどのアミノ酸でもよい。

しかし、すべてのセリン残基がGAG鎖に結合しているわけではない。

生理的な条件下では、GAG鎖は硫酸基とウロン酸基の存在により負電荷を帯びている。

プロテオグリカンは、細胞の周りを埋める細胞外マトリックス(ECM)の主成分の一つです。

コラーゲンと結合して軟骨を形成し、構造的・力学的な支持を与えている。

また、プロテオグリカンと水が結合して水和することで、軟骨は関節にクッション効果を発揮している。

しかし、プロテオグリカンが体内で十分に分解されないと、いくつかの遺伝的疾患と関連し、病状を悪化させる可能性がある

糖タンパク質とは?

糖タンパク質はもう一つのタイプの糖鎖複合体であり、より高度にグリコシル化されていないものです。

糖タンパク質では、オリゴ糖鎖または糖鎖はコアタンパク質に共有結合している糖鎖の一種である

オリゴ糖の結合は、糖鎖形成と呼ばれる翻訳後修飾のどちらかで行われる。

一般に、分泌される予定の細胞外タンパク質は小胞体でグリコシル化される。

また、タンパク質の細胞外セグメントもグリコシル化される。

つまり、細胞膜に存在するほとんどのタンパク質は糖タンパク質です。

細胞膜に存在するタンパク質の主な機能は認識分子としての役割であり、細胞シグナル伝達にも関与している。

図2: 細胞膜に存在する糖タンパク質

糖タンパク質には、大きく分けてO-結合型糖タンパク質とN-結合型糖タンパク質があります。

O-結合型糖タンパク質では、アミノ酸であるセリンまたはスレオニンの-OH基のO原子を介して糖鎖が結合している。

N-結合型糖タンパク質では、アミノ酸であるアスパラギンの-NH2基のN原子を介して糖鎖が結合している。

プロテオグリカンと糖タンパク質の類似性

  • プロテオグリカンと糖タンパク質は、2種類の複合糖質です。
  • どちらもタンパク質に糖鎖が共有結合したものです。
  • これらは細胞外マトリックスに存在する。
  • ヒトの組織形成過程や免疫機能に関与している。
  • また、創傷治癒、ウイルス病原体、肝臓がんに対する影響も評価されている。

プロテオグリカンと糖タンパク質の違い

定義

プロテオグリカンとは、タンパク質とグリコサミノグリカン基が結合した化合物で、特に結合組織に多く存在し、糖タンパク質とは、ポリペプチド鎖に糖鎖基が結合したタンパク質を指す。

これがプロテオグリカンと糖タンパク質の大きな違いです。

非タンパク質含有量

また、プロテオグリカンの非タンパク質含量は50〜60重量%、糖タンパク質の非タンパク質含量は10〜15重量%です。

構造

グリコサミノグリカンがタンパク質と結合してプロテオグリカンを形成し、オリゴ糖がタンパク質と結合して糖タンパク質を形成している。

これがプロテオグリカンと糖タンパク質のもう一つの大きな違いです。

鎖の性質

さらに、プロテオグリカンに結合する鎖は長く直鎖状で負電荷を帯びているのに対し、糖タンパク質に結合する鎖は短く枝分かれしており、負電荷を帯びているかどうかは問わない。

所在地

プロテオグリカンと糖タンパク質のもう一つの重要な違いは、存在する場所です。

プロテオグリカンは主に結合組織に存在し、糖タンパク質は主に細胞膜に存在する。

機能

プロテオグリカンはECMを構造的に支え、糖タンパク質は膜タンパク質として、細胞認識やシグナル伝達を助けている。

サブタイプ

プロテオグリカンはGAGの性質によって分類され、糖タンパク質はN-結合型糖タンパク質とO-結合型糖タンパク質の2種類に大別される。

プロテオグリカンとしては、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパリン硫酸等があり、糖タンパク質としては、コラーゲン、トランスフェリン、ムチン、免疫グロブリン等があります。

結論

プロテオグリカンはグリコサミノグリカンにタンパク質が共有結合したものであり、糖タンパク質はオリゴ糖にタンパク質が共有結合したものです。

プロテオグリカンは主に結合組織に存在し、糖タンパク質は主に細胞表面に存在する。

プロテオグリカンは軟骨に強度とクッション性を与え、糖タンパク質は細胞認識や細胞シグナル伝達において膜タンパク質として不可欠な役割を担っている。

プロテオグリカンと糖タンパク質の主な違いは、タンパク質に結合している糖鎖の種類、位置、機能です。

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