أغريكان

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الأغريكان (ACAN) ، المعروف أيضًا باسم البروتين الأساسي للبروتيوغليكان الخاص بالغضروف (CSPCP) أو بروتيوغليكان كبريتات الكوندرويتين 1 ، هو بروتين يُشفّر في الإنسان بواسطة جين ACAN . [ 5 ] ينتمي هذا الجين إلى عائلة الليكتيكان ( بروتيوغليكان كبريتات الكوندرويتين ). يُعدّ البروتين المُشفّر جزءًا لا يتجزأ من المادة الخلوية خارج الخلية في النسيج الغضروفي، ويتحمل الضغط في الغضروف .

الأغريكان هو بروتيوغليكان ، أو بروتين مُعدَّل بسلاسل كبيرة من الكربوهيدرات ؛ يبلغ طول الشكل البشري لهذا البروتين 2316 حمضًا أمينيًا ، ويمكن التعبير عنه بأشكال متغايرة متعددة نتيجةً للتضفير البديل . [ 5 ] سُمِّي الأغريكان بهذا الاسم لقدرته على تكوين تجمعات كبيرة في نسيج الغضروف (بروتيوغليكان كبير مُتَجمِّع). [ 6 ] [ 7 ]

بناء

الأغريكان هو بروتيوغليكان ذو وزن جزيئي عالٍ ( كتلة مولية تتراوح بين مليون وثلاثة ملايين). يتميز ببنية تشبه فرشاة الزجاجة، حيث ترتبط سلاسل غليكوزامينوغليكان (GAG) من كبريتات الكوندرويتين وكبريتات الكيراتان بنواة بروتينية ممتدة. [ 8 ]

يبلغ الوزن الجزيئي للأغريكان أكثر من 2500 كيلو دالتون . [ 9 ] يحتوي البروتين الأساسي (حوالي 300 كيلو دالتون [ 10 ] ) على حوالي 100 سلسلة من الجليكوزامينوجليكان مرتبطة به. [ 11 ]

يتكون الأغريكان من نطاقين بنيويين كرويين (G1 و G2) في الطرف الأميني ونطاق كروي واحد (G3) في الطرف الكربوكسيلي ، يفصل بينهما نطاق ممتد كبير (CS) مُعدّل بشكل كبير بواسطة الجليكوزامينوجليكان (GAGs) . (N-G1-G2-CS-G3-C) وتتوزع مجموعتا التعديل الرئيسيتان في منطقتين متميزتين، منطقة كبريتات الكوندرويتين ومنطقة كبريتات الكيراتان .

تشارك المجالات الكروية الثلاثة، G1 و G2 و G3، في التجميع، وربط حمض الهيالورونيك ، والتصاق الخلايا ، وموت الخلايا الغضروفية .

أشارت عمليات المحاكاة الجزيئية الحديثة وتجارب تشتت النيوترونات إلى أن الأغريكان في المحاليل المائية يشكل تجمعات ثنائية الأبعاد تشبه الأشكال الصفائحية. [ 7 ]

إلى جانب الكولاجين من النوع الثاني ، يشكل الأغريكان مكونًا هيكليًا رئيسيًا للغضروف ، وخاصة الغضروف المفصلي .

تضم عائلة الأغريكان أعضاءً مهمة أخرى مثل الفيرسيكان ، المعروف أيضًا باسم PG-M، والنيوروكان ، والبريفيكان، ومستقبل حمض الهيالورونيك على سطح الخلية CD44 . وهي بروتيوغليكانات تركيبية تحتوي على مجموعات من الأنماط البنيوية، مثل نطاقات شبيهة بعامل نمو البشرة (EGF )، ونطاقات التعرف على الكربوهيدرات (CRD)، ونطاقات شبيهة ببروتين ربط المتممة (CBP)، وطيات الغلوبولين المناعي ، وتكرارات البروتيوغليكان المتتالية.

وظيفة

يُعد الأغريكان مكونًا أساسيًا لبنية الغضروف ووظيفة المفاصل.

وظيفيًا، يتفاعل نطاق G1 مع حمض الهيالورونيك وبروتين الربط، مُشكِّلًا مُركَّبات ثلاثية مُستقرة في المصفوفة خارج الخلوية. يُشابه نطاق G2 التكرارات المُتتالية لنطاق G1 وبروتين الربط، ويُشارك في معالجة المُنتَج. يُشكِّل نطاق G3 الطرف الكربوكسيلي للبروتين الأساسي، ويُعزِّز تعديل الغليكوزامينوغليكان وإفراز المُنتَج. يلعب الأغريكان دورًا هامًا في التوسط في تفاعلات الخلايا الغضروفية مع بعضها البعض ومع المصفوفة خارج الخلوية من خلال قدرته على الارتباط بالهيالورونان. [ 11 ]

يُكسب الأغريكان الأقراص والغضاريف بين الفقرات القدرة على مقاومة الأحمال الضاغطة. وتُوفر التركيزات العالية الموضعية للأغريكان الخصائص الأسموزية اللازمة لوظيفة الأنسجة الطبيعية، حيث تُنتج جزيئات الغليكوزامينوغليكان (GAGs) ضغط التورم الذي يُعاكس الأحمال الضاغطة على الأنسجة. وتعتمد هذه القدرة الوظيفية على وجود تركيز عالٍ من جزيئات الغليكوزامينوغليكان/الأغريكان في المصفوفة خارج الخلوية للأنسجة. [ 12 ] في القرص، تبلغ تركيزات الأغريكان ذروتها في العشرينات من العمر، ثم تنخفض بعد ذلك، مع تراكم نواتج تحلل الأغريكان ببطء على مدى العقود التالية. [ 13 ] وهذا ما يجعل الأقراص أكثر صلابة وأقل مرونة مع التقدم في السن.

يلعب الأغريكان أيضًا دورًا مهمًا في تنظيم الفراغات خارج الخلوية بين الخلايا العصبية في الدماغ . [ 14 ] من خلال التفاعلات مع بروتين الربط والتناسينات ، يرتبط الأغريكان بحمض الهيالورونيك ، مكونًا مركبات متجمعة كبيرة على سطح الخلية .

الأهمية السريرية

يجري البحث في عملية تخليق وتحلل الأغريكان لمعرفة دورهما في تدهور الغضروف أثناء إصابة المفاصل والمرض والشيخوخة.

يُعدّ نطاق الربط بين النطاقات الكروية الطرفية N، والذي يُسمى النطاق بين الكروي، شديد الحساسية للتحلل البروتيني . وقد ارتبط هذا التحلل بتطور التهاب المفاصل . تُسمى البروتيازات القادرة على تحليل الأغريكان بالأغريكاناز ، وهي أعضاء في عائلة بروتينات ADAM ( ديسينتغرين وميتالوبروتياز ). [ 15 ]

يُعدّ مرض المفاصل التنكسي من الأسباب الرئيسية للمراضة ، مما يُخلّف آثارًا اجتماعية واقتصادية كبيرة. يتميز التهاب المفاصل العظمي بالتدهور التدريجي البطيء للغضروف المفصلي وتليف الغشاء الزلالي ومحفظة المفصل . يحتوي الغضروف المفصلي على ما يصل إلى 10% من البروتيوغليكان وزناً، ومعظمه من الأغريكان، ويُعدّ فقدانه علامة مبكرة على المرض.

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000157766 – Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000030607 – Ensembl ، مايو 2017
  3. ↑ "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. ↑ "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. 1 2 دويج كيه جيه، ساساكي إم، كيمورا تي، يامادا واي (يناير 1991). "التسلسل الترميزي الكامل والبنية الأولية المستنتجة للبروتيوغليكان المتجمع الكبير في غضروف الإنسان، أغريكان. تكرارات خاصة بالإنسان، وأشكال إضافية ناتجة عن التضفير البديل" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 266 (2): 894-902 . doi : 10.1016/S0021-9258(17)35257-2 . PMID 1985970 . 
  6. ↑ آسبرغ أ (ديسمبر 2012). " الأدوار المختلفة لمجالات تفاعل الأغريكان" . مجلة علم الأنسجة والكيمياء الخلوية . 60 (12): 987-996 . doi : 10.1369/0022155412464376 . PMC 3527881. PMID 23019016 .  
  7. 1 2 Chremos A, Horkay F (سبتمبر 2023). "تعايش التكوينات المتجعدة والمسطحة في شبكات البوليمر ثنائية الأبعاد: فهم التجميع الذاتي للأغريكان". Physical Review Letters . 131 (13) 138101. Bibcode : 2023PhRvL.131m8101C . doi : 10.1103/PhysRevLett.131.138101 . PMID 37832020. S2CID 263252529 .  
  8. ↑ ناب آر جيه، شليفر آي (نوفمبر 2008). "بنية وتفاعلات الأغريكان: منهج الديناميكا الحرارية الإحصائية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 95 (10): 4570-4583 . Bibcode : 2008BpJ....95.4570N . doi : 10.1529 / biophysj.108.133801 . PMC 2576360. PMID 18689463 .  
  9. ↑ هاسكال، ف.، وساجدرا، س. (10 أكتوبر 1970). "الخواص الفيزيائية وتعدد تشتت البروتيوغليكان من غضروف الأنف البقري" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 245 (19): 4920-4930 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)62796-6 . PMID 5506265 . 
  10. ↑ تشاندرا ب، هوركاي ف (يناير 2012). " أغريكان، بوليمر إلكتروليتي غير عادي: مراجعة لسلوك المحلول وآثاره الفيزيولوجية" . أكتا بيوماتيريليا . 8 (1): 3-12 . doi : 10.1016/j.actbio.2011.08.011 . PMC 3226867. PMID 21884828 .  
  11. 1 2 كياني سي، تشين إل، وو واي جيه، يي إيه جيه، يانغ بي بي (مارس 2002). "بنية ووظيفة الأغريكان" . أبحاث الخلية . 12 (1): 19-32 . doi : 10.1038/sj.cr.7290106 . PMID 11942407 . 
  12. ↑ رافلي ب، مارتنز د، رانتاكوكو ج، أليني م، موالي ف، أنطونيو ج (يناير 2006). "دور تعدد أشكال الأغريكان في تنكس القرص الفقري والغضروف المفصلي لدى الإنسان" . الخلايا والمواد الأوروبية . 11 : 1-7 ، مناقشة 7. doi : 10.22203/eCM.v011a01 . PMID 16425147 . 
  13. ^ سيفان إس إس، واتشتيل إي، روغلي بي (أكتوبر 2014). "الهيكل والوظيفة والشيخوخة ودوران agrecan في القرص الفقري". الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية اكتا (BBA) - مواضيع عامة . 1840 (10): 3181–3189 . دوى : 10.1016/j.bbagen.2014.07.013 . بميد 25065289 . 
  14. ↑ مورافسكي م، بروكينر ج، أرندت ت، ماثيوز ر ت (مايو 2012). "أغريكان: ما وراء الغضروف وصولاً إلى الدماغ". المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 44 (5): 690-693 . doi : 10.1016/j.biocel.2012.01.010 . PMID 22297263 . 
  15. ↑ إيست سي جيه، ستانتون إتش، غولوب إس بي، روجرسون إف إم، فوسانغ إيه جيه (مارس 2007). "لا يؤدي نقص ADAMTS-5 إلى منع تحلل الأغريكان في مواقع الانقسام المفضلة في المنطقة الغنية بكبريتات الكوندرويتين من الأغريكان" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (12): 8632-8640 . doi : 10.1074/jbc.M605750200 . PMID 17255106 . 

للمزيد من القراءة