Aula 07 - Matriz extracelular
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é pouco desenvolvida, esse

efeito resulta (junto com o acúmulo de gordura) no que chamamos

de “bebê fofi nho”.

s

AS GAG NÃO SÃO TODAS IGUAIS

As GAGs foram subdivididas em quatro grupos, de acordo com o tipo

de açúcar, tipo de ligação glicosídica (nome dado à ligação covalente que une

um açúcar a outro), número e localização dos grupos sulfatos. São eles:

1. hialuronas, que não se ligam covalentemente a proteínas;

2. sulfato de condroitina e sulfato de dermatana;

3. sulfato de heparana;

4. sulfato de queratana.

Todas as GAGs, com exceção da hialurona, estão ligadas

covalentemente a um núcleo protéico, formando uma estrutura

denominada proteoglicana (Figura 7.6).

s

Figura 7.5: GAGs no teci-

do subcutâneo ajudam

a reter água, tornando

o bebê fofi nho.

Proteína globular (pm 50.000)

Glicogênio (pm 400.000)

Espectrina (pm 460.000)

Colágeno (pm 290.000)

Hialurona (pm 8 x 106)

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Figura 7.6: As proteoglicanas são moléculas formadas por cadeias de

açúcares que se dispõem ao longo de um eixo formado por uma proteína.

AS HIALURONAS

As hialuronas, também chamadas ácido hialurônico ou

hialuronato, não formam proteoglicanas porque possuem algumas

diferenças em relação às demais GAGs (veja Tabela 7.1).

Tabela 7.1: Diferenças entre hialuronas e demais GAGs.

Hialurona Demais GAGs

Não contém açúcar sulfatado Contêm açúcar sulfatado

Seqüências regulares de unidades

de dissacarídeo formando estruturas simples

Número diferente de unidades

de dissacarídeos formando estruturas complexas

Cadeias longas de até 25.000

moléculas de açúcar

Cadeias curtas de até 300

moléculas de açúcares

Não é ligada covalentemente a proteínas São ligadas covalentemente a proteínas

Eixo protéico
Cadeias de açúcares (GAGs)

Proteoglicana

A hialurona é especialmente importante durante o desenvolvimento

embrionário, porque pode atuar como molde para uma outra estrutura.

Logo após sua síntese, a hialurona expande-se (com água) e passa a

ocupar um grande volume, que poderá ser mais tarde ocupado para

formação de órgãos como coração, córnea etc. Além de atuar como um

enchimento, ocupando espaços que serão futuramente preenchidos por

células, a hialurona induz a migração celular – mecanismo conhecido

como quimiotaxia. Posteriormente, a hialurona será degradada pela

ação de uma enzima – a hialuronidase – secretada pelas próprias células

atraídas por ela e as células se diferenciarão para formação de órgãos.

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Figura 7.7: Uma GAG, formada por repetições dos sacarídeos A e B,

se liga a uma serina do eixo protéico por um tetrassacarídeo formado

por xilose, duas moléculas de galactose e uma de ácido glucurônico.

AS PROTEOGLICANAS

As proteoglicanas, assim como as glicoproteínas, são formadas

por proteínas e açúcares. Contudo, elas se diferenciam pela quantidade e

disposição das cadeias laterais de açúcares (Figura 7.6). As proteoglicanas

podem possuir até 95% do seu peso em carboidratos, enquanto as

glicoproteínas contêm de 1%-60% de seu peso em carboidratos

(veja o boxe). Não é fácil classifi car as proteoglicanas, pois são formadas

por longas cadeias não ramifi cadas de açúcares bastante heterogêneas.

Atualmente, elas são defi nidas como um grupo diverso de glicoproteínas

altamente glicosiladas cujas funções são mediadas pelo núcleo protéico

e pela cadeia de GAG.

Como já foi dito, todas as GAGs – com exceção da hialurona

– fazem ligações covalentes com proteínas, formando as proteoglicanas

(Figura 7.6). A cadeia de GAGs se liga a uma serina do núcleo protéico

através de um tetrassacarídeo formado por uma molécula de xilose,

seguida por duas de galactose e uma de ácido glicurônico (Figura 7.7).

Xilose Galactose Galactose
 Ácido
Glucurônico

Tetrassacarídeo de ligação

A B

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UMAS TÊM TANTO, OUTRAS TÃO POUCO...

Antes que você pense em outra coisa: estamos falando de açúcares associados

a proteínas. Tipicamente, as proteoglicanas possuem inúmeras cadeias

polissacarídicas associadas a uma cadeia protéica, o que dá à molécula uma

aparência cabeluda (Figura 7.6). Entretanto, a decorina (uma proteoglicana

secretada por fi broblastos) é uma exceção, pois apenas uma GAG se ancora à

sua cadeia protéica (Figura 7.8). Mesmo assim a decorina possui uma cadeia de

açúcares muito mais longa que a ribonuclease, esta sim uma glicoproteína típica

(Figura 7.8). Voltando ao início do parágrafo: o que você pensou quando viu

aquele título? Nós estávamos pensando em cabelos, viu?

Figura 7.8: Esquema comparativo da molécula de decorina (A), com apenas

uma GAG e a ribonuclease (B) com uma cadeia de açúcares curta e ramifi cada.

FUNÇÕES DAS PROTEOGLICANAS

A importância das proteoglicanas ultrapassa muito seu papel

estrutural de enchimento. Se assim não fosse, por que haveria tão grande

diversidade entre elas? Entre as diversas funções que as proteoglicanas

podem desempenhar, podemos citar algumas.

1) Regulação da atividade de moléculas sinalizadoras.

Proteoglicanas podem se ligar a várias moléculas e controlar a atividade de

proteínas secretadas.

Eixo protéico Cadeia de oligossacarídeos

curta e ramifi cada

Polipeptídeo

RibonucleaseDecorina

baGAG

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Proteoglicana GAGs componentes Localização Função

 Agrecan
Sulfato de condroitina

+ sulfato de queratana

 Suporte mecânico.

 Forma grandes agregados

 com hialuronas

 Betaglicana
Sulfato de condroitina

+ sulfato de dermatana

 Decorina

 Perlecan
Sulfato de condroitina +

sulfato de heparana

 Sindecana Sulfato de heparana

A atividade de enzimas proteolíticas (proteases) pode ser inibida

se elas se ligarem ou forem barradas pelas proteoglicanas, tendo assim

seu raio de ação limitado. O mesmo pode ocorrer com inibidores de

protease e fatores de crescimento, como as proteínas da família do

TGF-E (transforming growth factor E), que ao se ligar a proteoglicanas
da matriz têm sua atividade inibida.

2) Controle do tráfego de células e moléculas. Os géis formados

pelas proteoglicanas têm vários tamanhos de poros e cargas, atuando

como peneiras moleculares capazes de fi ltrar moléculas e células de acordo

com seu tamanho e carga. Na membrana basal das células do glomérulo

renal, a proteoglicana sulfato de heparana, também chamada perlecan,

fi ltra moléculas que passam da corrente sanguínea para a urina.

3) Co-receptores. Nem todas as proteoglicanas são sintetizadas e

liberadas para o meio extracelular, algumas são componentes integrais

da membrana plasmática. As sindecanas são proteoglicanas integrais

encontradas em fi broblastos e células epiteliais. Nas superfícies celulares,

as sindecanas podem servir como receptores propriamente ditos ou

como co-receptores ligando-se a moléculas (concentrando-as) e depois

apresentando-as para os seus respectivos receptores.

4) Interação com proteínas fibrosas da matriz. As GAGs

e proteoglicanas podem interagir com proteínas da matriz, como

o colágeno, formando estruturas altamente complexas, como

a membrana basal.

A Tabela 7.2 resume algumas características importantes das

proteoglicanas mais conhecidas.

Sulfato de condroitina +

sulfato de dermatana

Lâmina basal

Epitélios

Superfície celular e

matriz

Distribuída em tecidos

conjuntivos

Cartilagem

Liga-se ao fator de cresci-

mento TGF-E

Liga-se a fi bras de

colágeno do tipo 1 e TGF-E

Função estrutural e de

fi ltração na lâmina basal

Adesão celular. Liga-se a

fatores de crescimento

Tabela 7.2: Algumas das proteoglicanas mais comuns.

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Figura 7.9: (a) Fotografado ao microscópio eletrônico, um agregado de agre-

cana pode chegar a medir vários micrômetros; (b) cada uma dessas centopéias é,

na verdade, formada por várias proteoglicanas ligadas a um eixo de hialurona.

Podemos comparar