プロテオグリカンとグリコサミノグリカンの主な違いは、プロテオグリカンが「コアタンパク質」に1本以上のグリコサミノグリカン（GAG）鎖が共有結合した重グリコシル化タンパク質であるのに対し、グリコサミノグリカンは2糖単位の繰り返しの長い線状多糖類である点です。
プロテオグリカンとグリコサミノグリカンは、細胞外マトリックスと細胞表面の2つの構成要素です。
これらの主な機能は、圧縮力に対抗するための引張強度と水和性を提供することである。
プロテオグリカンとは？
プロテオグリカンは、コアタンパク質がグリコサミノグリカン（GAG）鎖に共有結合した生体分子であり、糖鎖複合体です。
GAGとプロテオグリカンの結合部位は、セリン残基（Ser）です。
GAGはプロテオグリカンに4糖の橋渡し（例えばコンドロイチン硫酸-GlcA-Gal-Xyl-PROTEIN）を通して結合している。
Ser残基は一般に-Ser-Gly-X-Gly-という配列（Xはプロリン以外のどのアミノ酸残基でもよい）であるが、この配列を持つすべてのタンパク質がグリコサミノグリカンを付着しているわけではない。
GAG鎖は硫酸基とウロン酸基を持つため、生理的条件下では長く、直鎖状で、負に帯電し、水和物の多い糖鎖ポリマーです。
図1：プロテオグリカン
さらに、プロテオグリカンは、結合組織にも存在する。
動物の細胞外マトリックスの主成分です。
また、プロテオグリカンはヒアルロン酸やコラーゲン様繊維状マトリックスなどの大きな複合体を形成している。
コラーゲンと他のプロテオグリカンが結合して軟骨を形成している。
一方、プロテオグリカンの負電荷は陽イオンと結合し、細胞外マトリックス中の分子の動きを制御することができる。
これにより、細胞外マトリックス内のシグナル伝達分子やタンパク質を安定化させることができる。
さらに、プロテオグリカンの水和ゲルは潤滑油の役割を果たし、高い圧力に耐えることができる。
細菌においては、プロテオグリカンによって、細胞の接着とコロニー形成が可能になる。
グリコサミノグリカンとは？
グリコサミノグリカン（GAG）またはムコ多糖類は、2糖単位の繰り返しからなる長鎖の多糖類です。
二糖の繰り返し単位には、ウロン酸とアミノ糖の2つの糖単位があります。
しかし、硫酸化グリコサミノグリカンでは、ケラタンがウロン糖の代わりにガラクトースユニットを含んでいる。
グリコサミノグリカンの大きな特徴の一つは、グリコサミノグリカンの高い極性により、潤滑油や衝撃吸収材として機能することである。
さらに重要なことは、グリコサミノグリカンは脊椎動物、無脊椎動物、バクテリアに存在することである。
：図2：グリコサミノグリカンにおける繰り返し単位
また、グリコサミノグリカンの形成は酵素的な作用であり、そのため、大きさ、2糖構造、硫酸化度が大きく異なる。
グリコサミノグリカンは、その二糖構造により、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸の4種類に分類される。
しかし、ヘパリン結合タンパク質とのタンパク質相互作用とともに、コンドロイチン硫酸は創傷修復において細胞増殖を可能にする。
一方、ケラタン硫酸は、組織の水和を維持する。
さらに、ヒアルロン酸は滑膜組織や滑液の主成分で、細胞を結合させ、関節を潤滑にし、眼球の形状を維持するのに役立っている。
プロテオグリカンとグリコサミノグリカンの類似性
- プロテオグリカンとグリコサミノグリカンは、動物やバクテリアの細胞外マトリックスを構成する2つの構造要素です。
- プロテオグリカンとグリコサミノグリカンは、動物やバクテリアの細胞外マトリックスを構成する2つの構造要素であり、繰り返し単位を持ち、酵素反応によって形成される。
- プロテオグリカンとグリコサミノグリカンの主な機能は、水和と潤滑です。
プロテオグリカンとグリコサミノグリカンの違いについて
定義
プロテオグリカンとは、ムコ多糖類にタンパク質が結合した化合物で、特に結合組織に多く存在する。
構造
通常、プロテオグリカンは糖鎖の多いタンパク質であり、グリコサミノグリカンは2糖単位の繰り返しからなる長い線状の多糖類です。
意義
プロテオグリカンは糖化タンパク質であるが、グリコサミノグリカンはプロテオグリカンの糖鎖修飾を担っている。
機能
プロテオグリカンは細胞外マトリックス中の分子の動きを制御し、グリコサミノグリカンは細胞外マトリックスの水分補給と潤滑を行う。
結論
プロテオグリカンとグリコサミノグリカンとは、簡単に言えば、動物の細胞外マトリックスに存在する2つの物質です。
また、細菌にも存在する。
プロテオグリカンは糖鎖の多いタンパク質です。
プロテオグリカンの糖鎖修飾はグリコサミノグリカンまたはムコ多糖類によるものです。
さらに、プロテオグリカンの主な機能は、細胞外マトリックス上を分子が移動することを可能にすることである。
一方、グリコサミノグリカンは、2糖が繰り返し結合した長鎖の多糖類です。
さらに、グリコサミノグリカンの主な機能は、細胞外マトリックスの潤滑と水和であり、高い圧力に耐えることを可能にしている。
したがって、プロテオグリカンとグリコサミノグリカンの主な違いは、その構造と機能です。
