組織中的細胞與細胞外環境

蛋白聚糖(proteoglycan)

/ PROH-tee-oh-GLY-kan /

如果說膠原纖維是抗拉的纜繩,那就必須有別的東西來抗壓——就像記憶海綿坐墊裡充水的凝膠,你一按它就回頂。細胞外基質正需要這種有彈性、能蓄水的填充物。蛋白聚糖就是這種填充物:一類基質分子,專門吸水、形成膨脹的凝膠,從而抗壓並為組織緩衝。

蛋白聚糖是一條核心蛋白,上面接著許多長長的糖鏈,像瓶刷的鬃毛一樣伸出來。這些糖鏈(叫作糖胺聚糖)帶有大量負電荷。負電荷彼此排斥,又吸引帶正電的離子,正離子又把水拉進來,於是一個蛋白聚糖在自己周圍聚集起一大層水、膨脹成結實的含水凝膠。許多蛋白聚糖能連到一根主幹分子上,形成巨大的複合體,填滿膠原纖維之間的空隙,造出一種既抗拉(來自膠原)又抗壓(來自蛋白聚糖凝膠)的基質。

凡是組織必須承壓並回彈之處,蛋白聚糖就很重要。你關節裡的軟骨充滿了它們,這正是軟骨能為每一步的衝擊緩衝、並在被壓縮後回彈的原因。它們還幫助控制什麼能擴散穿過基質,並能抓住信號分子、把它們固定在原地供細胞讀取。一個微妙但重要的點:它們的緩衝來自被困住的水,而不是分子本身有多硬——慢慢擠壓軟骨,水會滲出來,這也是關節在過載時、或隨年齡軟骨磨損時會僵硬的部分原因。

為你膝蓋緩衝的軟骨富含能蓄水的蛋白聚糖,因而像一塊結實的水墊,每一步把它壓縮後它又回彈。

在負電荷下被困住的水,正是軟骨富有彈性的原因。

按重量計,蛋白聚糖大部分是糖而非蛋白,這使它有別於以蛋白為主的典型糖蛋白;其緩衝效果來自帶電糖鏈所吸入的水。

又稱
proteoglycan complex蛋白多糖