结构生物化学/细胞信号通路/硫酸肝素
硫酸肝素分子存在于大多数动物组织细胞外基质的表面。它以蛋白聚糖 (HSPG) 的形式存在，其中两到三个 HS 链紧密连接到细胞表面或细胞外基质蛋白上。蛋白聚糖是一种高度糖基化的蛋白质，硫酸肝素蛋白聚糖参与发育、稳态和病理过程。例如，介导细胞因子诱导的细胞信号传导。它们通过与不同类型的配体相互作用来实现其效果。
合成始于多糖-蛋白质连接区的形成。一个四糖单位连接到蛋白质核心中的丝氨酸残基。然后通过添加 d-乙酰氨基葡萄糖或 d-乙酰氨基半乳糖胺和 d-葡萄糖醛酸残基来延长糖。这形成了硫酸肝素结构。
硫酸肝素最重要的作用之一是介导生长因子及其同源受体。据推测，硫酸肝素通过充当该过程的微调器参与信号传导过程，这已在成纤维细胞 GF 或 FGF 家族中得到典型证明。在该家族中，硫酸肝素充当必要的共受体。
HS 聚合酶基因突变的患者可能会出现体细胞过度生长。据认为，由于 HS 与生长控制的相互作用，如果 HS 正常运作，它可能充当肿瘤抑制因子。影响硫酸肝素蛋白聚糖 (HSPG) 生物合成的突变是几种人类遗传疾病的原因。
研究表明，膜蛋白聚糖家族中的一个成员，GPC3，在患有 Simpson–Golabi–Behmel 综合征 (SGBS) 的人类患者中发生了突变，这是一种与发育组织过度生长和高发神经母细胞瘤和威姆斯肿瘤相关的 X 连锁疾病。基于对 GPC3 突变的分析，人们提出 SGBS 可能是由功能性 GPC3 蛋白缺乏引起的，这得到了 GPC3 缺陷小鼠中显示的缺陷的支持。虽然 glypican 功能变化导致癌症的机制尚不清楚，但已发现肿瘤进展与 glypican 表达的变化相关，并且在宫颈癌和胰腺癌中观察到另一个 glypican 家族成员 GPC1 的表达增加。
在这种疾病中，良性肿瘤源于软骨内骨骼生长板。这些肿瘤后来会恶化。有趣的是，其原因是编码 HS 聚合酶基因的 EXT1 或 EXT2 基因的突变。
参与皮肤伤口修复的主要生长因子是 HB-EGF 和 FGF-2。这是通过 HS 与 FGF-2 结合来实现的。当组织受伤时，神经元硫酸肝素酶被分泌到伤口区域以降解硫酸肝素链的抑制。这些 HS 链抑制被消除，HSD 被释放并刺激 FGF-2 促进修复。
1) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10872465 细胞表面硫酸肝素蛋白聚糖的功能。Bernfield M, Götte M, Park PW, Reizes O, Fitzgerald ML, Lincecum J, Zako M。哈佛医学院儿童医院发育与新生儿生物学系，波士顿，马萨诸塞州 02115，美国。[email protected] 2)