COMPONENTES MACROMOLECULARES DE LA MATRIZ EXTRALECULAR

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© 2014. Elsevier España, S.L. Reservados todos los derechos
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Componentes macromoleculares 
de la matriz extracelular
María del Pilar Ramos Álvarez
OBJET IVOS DE APRENDIZAJE
●	 Conocer la estructura y la función de la matriz 
extracelular.
●	 Reconocer los principales componentes moleculares 
de la matriz extracelular y las láminas basales.
●	 Comprender cómo la estructura primaria 
de las proteínas fibrosas de la matriz determina 
su estructura tridimensional y su función.
●	 Reconocer el papel de los proteoglucanos 
como componentes de la matriz extracelular.
●	 Describir los principales tipos de metaloproteinasas, 
su estructura y función en la regulación del 
crecimiento y la diferenciación tisular.
31.1. INTRODUCCIÓN
La matriz extracelular (ECM, Extracelular Matrix) es una red 
de macromoléculas localizadas en el espacio extracelular, que 
son secretadas por las células conectivas, como fibroblastos, 
osteoblastos y condrocitos. Los principales componentes de 
la ECM son el colágeno, la elastina y otras glucoproteínas es-
tructurales, algunas proteínas de adhesión y una matriz mineral. 
Además, la ECM posee proteoglucanos que, por su capacidad 
de retener grandes volúmenes de agua, forman un gel donde se 
encuentran embebidas las proteínas. Todos estos componentes 
se encuentran interconectados y en íntimo contacto con las 
células, a las que transmiten las señales extracelulares de tensión 
y compresión de los tejidos.
Para que sea posible la regeneración tisular se requiere una 
familia de proteasas extracelulares denominadas metaloprotei-
nasas de la ECM (MMP, Matrix Metaloproteinases), cuya misión 
es degradar las proteínas integrantes de la ECM.
La distribución, composición y organización de la ECM 
varía de unos tejidos a otros y determina sus funciones que, 
además de la clásica de armazón estructural y soporte, incluyen 
otras muchas. Así, la interacción de la ECM con las células 
desencadena cascadas de señalización que promueven la di-
ferenciación, proliferación, migración y movilización celular.
En el presente capítulo se describen la estructura y la fun-
ción de los principales componentes macromoleculares de la 
matriz extracelular.
31.2. LA LÁMINA BASAL
La lámina basal es una forma especializada de la matriz extra-
celular presente en todas las monocapas celulares. Esta lámina 
es un complejo altamente estructurado de proteínas que, al 
microscopio, se observa alrededor de las células como una sus-
tancia amorfa de unos 50-100 nm de espesor. La lámina basal 
se organiza en delgadas capas y actúa como interfase entre las 
células de los tejidos epiteliales (como los enterocitos del intes-
tino), musculares y nerviosos, con el tejido conjuntivo adyacen-
te. En otras localizaciones, como los alvéolos pulmonares o en 
los glomérulos renales, la lámina basal se sitúa separando dos 
tipos diferentes de células, actuando como un filtro altamente 
selectivo. Además, la lámina basal es responsable del soporte de 
los tejidos, y modula la entrada de células al estroma intersticial.
La lámina basal, junto con las fibras de colágeno que la 
rodean, es lo que se denomina membrana basal, aunque ambos 
términos se utilizan frecuentemente de forma indistinta.
Los componentes de las láminas basales se sintetizan por las 
células que descansan sobre ellas, por lo que cada membrana 
basal es diferente, aunque todas ellas poseen cuatro componen-
tes principales, que son:
j Colágeno IV, que forma una red bidimensional.
j Laminina, una proteína glucosilada que forma fibras.
j Nidógeno o entactina, que actúa como proteína de unión.
j Perlecán, un proteoglucano con heparán sulfato.
Además, la lámina basal puede contener otras 50 proteínas 
que incluyen, entre otros, al colágeno XV y XVIII.
Todas estas moléculas se unen entre sí formando una red 
bidimensional por las asociaciones no covalentes de los domi-
nios de unión de las proteínas que la forman. Algunas de estas 
proteínas se unen también a las células a través de sus domi-
nios de reconocimiento de receptores celulares, generando un 
puente de unión entre la membrana plasmática, el citoesqueleto 
y la matriz extracelular. Un grupo de receptores que llevan a 
cabo esta unión son los denominados receptores de integrinas 
o integrinas. Además de las integrinas, otras moléculas pueden 
participar en la unión de las moléculas de la membrana basal a 
la célula, como es el caso del distroglucano, un proteoglucano 
que se sintetiza específicamente en el músculo.
Por tanto, la unión de las células a sus membranas basales 
viene determinada por las proteínas que sintetiza y secreta al 
exterior, así como por las integrinas y otros receptores que 
expresa en su membrana plasmática.
432 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
31.3. COLÁGENO
El colágeno es la proteína más abundante en vertebrados (en 
mamíferos representa alrededor del 25% del contenido total 
de proteínas), ya que es el componente principal de los tejidos 
conectivos. Su distribución tisular es variable; así, en algunos 
tejidos, como el pulmón, es de un 10%, mientras que en otros 
como la córnea o la piel supera el 60%.
31.3.1. Estructura y composición
El colágeno es una proteína cuya unidad estructural está forma-
da por tres cadenas polipeptídicas que pueden ser iguales (como 
en el tipo II y III) o distintas (en la mayoría de los tipos, como el 
IV o el V). Hasta la fecha se han identificado más de 40 genes 
que codifican para las cadenas polipeptídicas que conforman 
los más de 25 tipos diferentes de colágeno conocidos.
Cada una de las cadenas individuales tiene una longitud 
variable de hasta 1.000 aminoácidos, y posee una composición 
característica, en la que cerca del 30% es glicina (Gly) y entre 
un 15 y un 30% es prolina (Pro) e hidroxiprolina (HyPro). La 
HyPro, un aminoácido que aparece únicamente en el coláge-
no, se sintetiza a partir de la Pro por la acción de la prolina 
hidroxilasa y suele presentar el grupo –OH en el C4, aunque 
en ocasiones puede aparecer en C3. También se presentan, 
aunque en cantidades muy inferiores, lisina e hidroxilisina, 
que son críticas para el empaquetamiento y la glucosilación 
del colágeno. Aunque existen diferencias en la estructura pri-
maria entre las cadenas del colágeno, en general presentan una 
secuencia repetitiva de Gly-X-Y, en la que X suele ser Pro e Y 
HyPro. Precisamente, el alto contenido en Pro e HyPro impide 
la formación de a-hélices, y da lugar a lo que se conoce como 
hélices de poliprolina tipo II.
Cada una de las tres hélices que conforman el colágeno 
es levógira, tiene tres aminoácidos por vuelta, no posee en-
laces de hidrógeno intracatenarios y es más extendida que la 
a-hélice. Las tres hélices se enrollan una sobre otra dando lugar 
a una estructura superhelicoidal dextrógira, conocida como 
superhélice. Las superhélices se estabilizan por enlaces de hi-
drógeno intercatenarios entre las Gly que aparecen cada tres 
residuos (fig. 31.1). Las cadenas laterales de los aminoácidos 
X e Y se orientan hacia el exterior de la superhélice, por lo que 
pueden establecerse interacciones con otras proteínas. Algunos 
tipos de colágeno presentan la superhélice a lo largo de toda su 
longitud, mientras que otros tipos presentan regiones globulares 
en las que no se forma la superhélice.
31.3.2. Tipos de colágeno
La secuencia diferente de cada una de las cadenas, el tipo de 
cadena que conforma la superhélice y su grado de glucosilación 
determinan los diferentes tipos de colágeno, que en general se 
pueden clasificar como formadores o no de fibrillas.
31.3.2.1. Colágenos fibrilares
Los colágenos fibrilares son el I, II, III, V, XI, XXIV y el XXVII, 
que es el grupo más amplio. El tipo I es el más abundante y se 
encuentra ampliamente distribuido. Estos tipos de colágeno 
fibrilar, además de la función estructural, actúan como ligandos 
de algunos receptores, como las integrinas, modulando ciertas 
funciones celulares, así como la remodelación de la ECM.
Fig. 31.1Estructura de la hélice de colágeno. A. Representaciones de esferas y varillas. B. Representación espacial de una cadena de colágeno con 
giro levógiro. C. Modelo espacial compacto de la triple hélice de colágeno. Cada una de las hebras se muestra en un color diferente. D. Sección trans-
versal de la triple hélice. Cada tres residuos contiene una Glyc (rojo) porque no queda espacio suficiente en el interior de la hélice para otros residuos 
más voluminosos.
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Estos tipos de colágeno poseen la estructura superhelicoi-
dal en prácticamente la totalidad de la molécula. Así, por ejem-
plo, en el tipo I, el 60% de los aminoácidos forman parte de las 
secuencias Gly-Pro-Y y Gly-X-HyPro, lo que da lugar a que 
prácticamente la totalidad de la molécula sea una superhélice 
y sólo presente estructuras no helicoidales en los extremos 
N y C-terminales (que se denominan telepéptidos). Cada 
una de estas superhélices es lo que se denomina protómero 
o tropocolágeno.
Los protómeros de colágeno se agrupan en fibras que pue-
den contener más de un tipo de colágeno (por ejemplo, las 
fibrillas de colágeno de la piel son mezclas del tipo I y III). En 
las fibrillas de colágeno, las superhélices se agrupan de forma 
escalonada, de forma que cada una se encuentra desplazada 
un cuarto de su longitud respecto a la anterior (fig. 31.2). Esta 
disposición le confiere el aspecto de bandas que se observan 
en las fibras de colágeno de los tejidos conectivos. Las fibrillas 
se estabilizan por entrecruzamientos intercatenarios derivados 
de los residuos de lisina (Lys), como se muestra más adelante 
(fig. 31.3).
31.3.2.2. Colágenos no fibrilares
En este grupo se engloban aquellos tipos de colágeno que con-
tienen segmentos de superhélices con otros no helicoidales, e 
incluye a los:
j Colágenos formadores de redes (IV, VIII y X): forman 
parte de las membranas basales. El colágeno de tipo IV es el 
principal componente de las membranas basales, en donde 
se ensambla formando estructuras en forma de redes lami-
nares flexibles (v. más adelante). El protómero de colágeno 
de tipo IV posee dominios con las secuencias Gly-X-Pro y 
Glyc-HyPro-Y que forman superhélices que se alternan con 
dominios globulares. Estas interrupciones en la superhélice 
bloquean la asociación de dos protómeros de forma paralela, 
como ocurre en el tipo I, lo que les obliga a adoptar otro 
tipo de empaquetamiento.
j Colágenos tipo FACIT (Fibril Associated Collagens with 
Interrupted Triple helices) (IX, XII, XIV, XIX y XXI): se 
asocian con colágenos fibrilares aunque ellos mismos no 
forman fibras.
j Proteínas transmembrana (XIII y XVII): participan en la 
adhesión celular a la ECM.
j Formadores de endostatina (XV y XVIII): se fraccionan 
en su extremo C-terminal dando lugar a endostatina, un 
inhibidor de la angiogénesis.
j Multiplexina (VI): posee numerosos dominios no helicoi-
dales, por lo que forma filamentos arrosariados.
Estos tipos de colágeno no fibrilar se pueden asociar con 
los fibrilares o entre ellos, formando estructuras en forma de 
malla (fig. 31.4).
Fig. 31.2 Síntesis y ensamblaje del colágeno. 1: El preprocolágeno es sintetizado en el retículo endoplásmico rugoso (RER) con una secuencia 
hidrofóbica en el extremo N-terminal (péptido señal) que dirige la cadena. 2: Se elimina el péptido señal produciéndose procolágeno. 3: Las prolil y lisil 
hidroxilasas modifican residuos de Pro y Lys de la cadena. 4: Glucosilación del procolágeno por la adición de galactosa (Gal, rojo) a la HyLys por una 
galactosil transferasa, o de glucosa (Glu, azul) a la Gal por una glucosil transferasa. 5: Formación de enlaces disulfuro intercatenarios en los C-terminales 
por una disulfuro isomerasa. Estos enlaces disulfuro facilitan la asociación de las cadenas y su plegamiento como hélice. 6: El procolágeno se transporta 
al Golgi. 7: Empaquetamiento del procolágeno. 8: Secreción por exocitosis al espacio extracelular. 9: Eliminación de los extremos N y C-terminales no 
helicoidales que da lugar al tropocolágeno. 10: Formación de residuos de alisina y ensamblaje del tropocolágeno en fibrillas insolubles a través de los 
entrecruzamientos intermoleculares derivados de los aldehídos (v. fig. 31.3).
434 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
31.3.3. Síntesis y empaquetamiento 
del colágeno
Tras ser sintetizado en el RER, el polipéptido de colágeno na-
ciente (protocolágeno) es modificado, tanto en el RER como en 
el aparato de Golgi. Allí, tres cadenas de procolágeno se asocian 
para formar la superhélice, antes de ser secretado al espacio 
extracelular, donde da lugar al protómero de colágeno, o tro-
pocolágeno, que posteriormente formará las fibrillas (fig. 31.2) 
o las redes de colágeno (fig. 31.4). Entre las modificaciones que 
sufre el protocolágeno se incluyen:
j Hidroxilación de residuos de Lys y Pro por hidroxilasas 
que requieren vitamina C como cofactor (de ahí que la 
deficiencia de esta vitamina, conocida como escorbuto, 
se asocie con fragilidad de vasos sanguíneos, mala cica-
trización y lesiones cutáneas).
j Glucosilación por carboxil transferasas específicas de re-
siduos de HyLys, o de los grupos amina de la asparagina 
presentes en regiones no helicoidales del procolágeno. Por 
esta razón, el colágeno no fribilar posee, en general, un 
mayor grado de glucosilación que el fibrilar.
El empaquetamiento del colágeno se produce por la for-
mación de entrecruzamientos entre las distintas cadenas. Para 
que éstos se formen se requiere la desaminación oxidativa del 
grupo amino lateral de algunos residuos de Lys e HyLys. Esta 
reacción, catalizada por la lisil oxidasa, da lugar a los derivados 
aldehídicos reactivos denominados alisina e hidroxialinisa. Los 
grupos aldehídos pueden reaccionar entre ellos por conden-
sación aldólica generando los entrecruzamientos (fig. 31.3). 
Alternativamente, los aldehídos pueden reaccionar con los gru-
pos amino de Lys e HyLys generando una base de Schiff (imina), 
que se reduce dando lugar a un entrecruzamiento estable.
31.4. ELASTINA
Algunos tipos de tejido conjuntivo, como los vasos, ligamentos 
o pulmones, requieren una gran flexibilidad, por lo que su ECM 
contiene una gran cantidad de fibras elásticas. La proteína pre-
dominante en este tipo de fibras es la elastina, aunque también 
contiene otras glucoproteínas ácidas como la fibrilina. Se conoce 
un solo gen para la elastina, que da lugar a una única proteína. Al 
igual que el colágeno, la elastina es rica en Gly y Pro, pero contie-
ne poca HyPro, no posee HyLys y no está glucosilada. Además, 
cada siete residuos hay una Val, lo que confiere a la elastina una 
mayor hidrofobicidad que la del colágeno. A diferencia de este 
último, la elastina no posee una estructura secundaria regular 
(fig. 31.5A). La estructura básica de la elastina, o tropoelastina, 
consta de dominios hidrofílicos (ricos en Lys) e hidrofóbicos 
(ricos en Val) alternados. Los residuos de Lys participan en los 
entrecruzamientos intermoleculares (fig. 31.5B) y los de Val 
en interacciones débiles que proporcionan la elasticidad a la 
molécula. Debido a estas características, la elastina tiene una 
estructura muy entrecruzada, insoluble y amorfa.
31.4.1. Síntesis de la elastina
La elastina se sintetiza en el RER en forma de monómero denomi-
nado tropoelastina. La proteoelastina sufre pocas modificaciones 
Fig. 31.3 Formación de los entrecruzamientos en el colágeno a partir de la lisina. En la parte izquierda de la figura se muestra cómo en la 
reacción de la lisil oxidasa, dos residuos de lisina presentes en el colágeno (azul) se convierten en alisina, en la que el grupo ε-amino se ha oxidado 
a un aldehído. La condensación aldólica de dos residuos de alisina da lugar a un entrecruzamiento de tipo aldol. Alternativamente (parte derecha de la 
figura), un residuo de lisina se puede condensar conuno de alisina para formar una base de Schiff, que finalmente da lugar al entrecruzamiento estable 
denominado lisino-norleucina, que también se puede formar en la elastina. Los entrecruzamientos suelen tener lugar cerca de los extremos N o C-terminal.
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postraduccionales, con la excepción de alguna hidroxilación 
en Pro, y se secreta como monómero al espacio extracelular. 
Durante su ensamblaje para formar las fibras de elastina, la lisil 
oxidasa transforma las Lys de los extremos de las secuencias -Lys-
Ala-Ala-Lys- o -Lys-Ala-Ala-Ala-Lys- en residuos de alisina. De 
forma similar a lo que ocurre en el colágeno, el grupo aldehído 
de una alisina se condensa con otras dos alisinas y con una Lys, 
dando lugar a un heterociclo denominado desmosina (fig. 31.5B). 
Debido a estos entrecruzamientos la elastina se puede estirar en 
dos dimensiones (fig. 31.5A).
31.5. FIBRILINA
La fibrilina es una glucoproteína que es esencial para la for-
mación de fibras elásticas en el tejido conectivo. La fibrilina 
es secretada en la matriz extracelular por los fibroblastos, y se 
Fig. 31.4 Niveles estructurales del colágeno IV. En el protómero de colágeno tipo IV se alternan zonas de hélice con zonas globulares. El dominio globular 
en el extremo C-terminal se conoce como NC1 (Non-Collagenous 1), y está precedido por una región en superhélice denominada TH, una zona bisagra y una 
superhélice pequeña en el N-terminal denominada 7S. Los dímeros se forman por la unión de dos protómeros por sus extremos NC1, y los tetrámeros por 
la interacción de dos dímeros por los dominios 7S. Estas interacciones en 7S conforman los nodos de la red de colágeno, que forma las membranas basales.
436 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
incorpora a las microfibrillas insolubles, que parecen propor-
cionar sujeción para la deposición de la elastina.
31.5.1. Tipos de fibrilina
Hasta la fecha se han descrito cuatro formas de fibrilina. La 
fibrilina 1 (aislada en 1986) es un componente importante de 
las microfibrillas que forman una envoltura que rodea la elastina 
amorfa. En humanos, el gen FBN1 se localiza en el cromoso-
ma 15, y sus mutaciones causan una enfermedad conocida como 
el síndrome de Marfan. En la actualidad, se han descubierto 
más de 600 mutaciones diferentes.
La fibrilina 2 (aislada en 1994) se cree que participa en el co-
mienzo de la elastogénesis y sus mutaciones se han relacionado 
con el síndrome de Beal. Más recientemente, se ha descrito la 
fibrilina 3, que se encuentra principalmente en el cerebro. La 
 fibrilina 4 se ha descubierto recientemente en el pez cebra, y tie-
ne una secuencia similar a la fibrilina 2.
31.6. PROTEOGLUCANOS
Los proteoglucanos son estructuras formadas por carbohi-
dratos y proteínas unidos por enlaces covalentes, en los cua-
les la fracción glucídica (denominada glucosaminoglucano o 
glicosaminoglicano, GAG) representa la mayor parte de la 
molécula (v. cap. 8). Estos carbohidratos son los componentes 
formadores del gel de la ECM, en el que se encuentran inmersas 
las proteínas. Este gel proporciona, además, soporte mecánico, 
flexibilidad y elasticidad a la matriz, permitiendo que se pro-
duzca compresión y reexpansión.
31.6.1. Composición
La parte glucídica de los proteoglucanos, que puede representar 
el 95% del peso seco de la molécula, está constituida por oligo-
sacáridos lineales que presentan una unidad disacárida repetida 
(40-100 repeticiones). Esta unidad está formada por un amino-
azúcar (N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina) y un 
ácido urónico (ácido glucurónico o ácido urónico) (fig. 31.6), 
que aportan cargas negativas, por lo que los proteoglucanos son 
polianiónicos. Muchos proteoglucanos se encuentran sulfata-
dos, lo que aumenta aún más su polaridad. Debido a la gran 
cantidad de cargas negativas que poseen, los proteoglucanos 
se pueden unir a cationes y formar enlaces de hidrógeno con 
el agua, dando lugar a un gel hidratado. Por otra parte, al ser 
polianiones de gran tamaño, sus cargas negativas se repelen 
entre sí, por lo que ocupan un gran espacio y actúan como 
barrera de filtración.
31.6.2. Tipos y estructura
Actualmente se conocen más de 30 tipos diferentes de pro-
teoglucanos, la mayoría de los cuales se localizan en la ECM, 
aunque algunos pueden estar presentes en otras localizacio-
nes, como la membrana plasmática. Los proteoglucanos se 
diferencian en la secuencia y en la longitud de la cadena de 
aminoácidos (desde 100 hasta 4.000 aminoácidos) así como en 
el número y en el tipo de moléculas de GAG que tienen unidos.
En función del tamaño y la estructura general, los proteo-
glucanos se clasifican como:
j Pequeños, con una o dos cadenas de GAG unidas a una 
proteína de tipo globular. Un ejemplo es la decorina, que 
Fig. 31.5 Estructura de la elastina. A. La alternancia de zonas hidrofóbicas e hidrofílicas en la elastina determina su estructura que no muestra 
ningún patrón de ordenamiento, por lo que se dice que presenta estructura secundaria la azar. Esta estructura le confiere su capacidad de resistencia 
al estiramiento. B. Formación de los entrecruzamientos covalentes de desmosina a partir de la unión de la lisina y la alisina en la elastina. En la reacción 
de la lisil oxidasa, tres residuos de lisina presentes en la elastina (cadena azul) se convierten en alisina (aldehído). Posteriormente se condensan los tres 
residuos de alisina con una lisina para dar lugar al entrecruzamiento de desmosina.
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posee sólo una molécula de GAG, o el sindecán, que se 
encuentra unido a la membrana celular (fig. 31.7B).
j Grandes, con 10-20 cadenas de GAG unidos a una 
proteína de tipo fibroso con un dominio globular en el 
extremo. La serglicina, que se acumula en vesículas de 
secreción (fig. 31.7A), o el versicán, uno de los compo-
nentes mayoritarios de la ECM, pertenecen a este grupo 
(fig. 31.7C).
j Muy grandes, con numerosas (100 o más) cadenas de GAG 
unidas a una proteína de tipo fibroso con uno o dos domi-
nios globulares en uno de sus extremos. Un ejemplo es el 
agrecán, que posee más de 100 GAG.
Existe además la posibilidad de que se organicen en agre-
gados moleculares aún de mayor tamaño (de hasta 2.000 kDa), 
ya que los proteoglucanos pueden asociarse por uno de los 
extremos de la proteína central al ácido hialurónico, a través 
de proteínas globulares de unión (fig. 31.7C).
Además de por su tamaño y composición, los proteo-
glucanos se pueden clasificar también en función de su dis-
tribución, homología o función. En la tabla 31.1 se muestra 
una clasificación de los principales tipos de proteoglucanos 
conocidos.
31.6.3. Funciones
Las funciones de los proteoglucanos, que incluyen entre otras 
la de hidratación, resistencia a presiones mecánicas (esencial en 
los cartílagos y en las articulaciones), o lubrificación, dependen 
de las moléculas de GAG que los forman. Debido al gran núme-
ro de cargas negativas que presentan se pueden unir a ellos gran 
cantidad de moléculas de agua. Así, se forma un gel hidratado 
que rellena los huecos entre los componentes proteicos de la 
ECM. Dependiendo de su composición, esa estructura en gel 
puede adoptar la consistencia de un gel relativamente fluido, 
como es el caso de los tejidos conjuntivos laxos, o de un gel 
prácticamente sólido como en el caso del cartílago hialino.
Algunos proteoglucanos funcionan ofreciendo una amplia 
superficie de anclaje de las células a la ECM que las rodea, bien 
por su acción directa, ya que algunos son moléculas integrales 
de la membrana plasmática, bien por formar uniones con fos-
folípidos de la membrana o bien al ser reconocidos por proteínas 
de adhesión y otros receptores presentes en las membranas plas-máticas, como las integrinas, iniciando cascadas de señalización. 
Otros, como los sindecanos, actúan ellos mismos como recep-
tores que colaboran con otros componentes integrales de las 
Fig. 31.6 Estructura de los principales glucosaminoglucanos (GAG) que forman parte de los proteoglucanos de la matriz extracelular.
438 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
Fig. 31.7 Principales proteoglucanos de la matriz extracelular. Los proteoglucanos son complejos de carbohidratos y proteínas, que pueden 
localizarse en diferentes zonas de la matriz extracelular. A. La serglicina se localiza mayoritariamente en el interior celular, en vesículas de secreción. 
B. El sindecán y el glipicán son dos proteoglucanos de membrana. C. Los proteoglucanos modulares, como el versicán, neurocán, brevicán o agrecán, 
se pueden unir por su extremo N-terminal al ácido hialurónico dando lugar a agregados de gran tamaño. Estos complejos tienen aspecto de cepillo 
limpiatubos, en el que el eje central es la molécula del ácido hialurónico.
Tabla 31.1 Principales tipos de proteoglucanos en función de su localización y composición
Localización Nombre
Composición
Función principalGAG (n°) Proteína *(kDa)
ECM
Proteoglucanos pequeños 
ricos en leucina (SLRP)
Decorina DS/CS (1) 40 Unión a proteínas de la ECM 
y regulación del ciclo celular
Modulares: unidos a ácido 
hialurónico
Agrecán CS (100), KS (30) 225-250 Constituyente estructural 
de la ECM
Versicán CS/DS (10-30) 250-350 Componente mayoritario de la 
ECM, adhesión celular, migración, 
proliferación, angiogénesis
Brevicán CS (1-3) 70-100 Diferenciación del sistema nervioso 
en el desarrollo posnatal
Neurocán CS (3-7) 145 Adhesión neuronal
Membrana basal Perlecán HS/CS (1-3) 120 Actúa como correceptor del FGF2
Membrana Glipicán HS/CS (1-3) 60 Receptor, anclado con GPI; 
desarrollo
Sindecán HS (1-2), CS (1-3) 33 Receptor. Adhesión, migración 
y proliferación celular
Intracelular: vesículas 
de secreción
Serglicina Heparina/CS (10-15) 17-19 Modula la secreción de mediadores 
de inflamación
*Masa molecular aproximada de la proteína.
GAG: glucosaminoglucano; CS: condroitín sulfato; DS: dermatán sulfato; KS: queratán sulfato; HS: heparán sulfato; GPI: glicerofosfatidilinositol; 
SLRP: proteoglucanos pequeños ricos en leucina, de Small Leucine-Rich Proteoglycan; FGF2: factor de crecimiento de fibroblastos 2, de Fibroblast Growth Factor 2.
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membranas plasmáticas. Finalmente, ciertos proteoglucanos 
también se unen y regulan las actividades de otros tipos de pro-
teínas de secreción, como enzimas proteolíticas y sus inhibidores.
31.6.4. Síntesis y degradación
La biosíntesis de los proteoglucanos incluye la de los GAG que 
los forman y la de su núcleo proteico. Una vez que el núcleo 
proteico se encuentra en la luz del retículo endoplásmico se 
llevan a cabo las primeras glucosilaciones. Posteriormente, la 
síntesis de los GAG tiene lugar en el aparato de Golgi, y es una 
de las rutas biosintéticas de carbohidratos más complejas, que 
requiere de toda una serie de glucosiltransferasas, epimerasas y 
sulfotransferasas. La síntesis de una molécula de proteoglucano 
de condroitín sulfato se muestra en la figura 31.8.
El catabolismo de los proteoglucanos tiene lugar en los 
lisosomas, por la acción de proteasas, glucosidasas y, en el caso 
de los sulfatados, sulfatasas. Las endoglucosidasas rompen 
las cadenas polisacáridas en oligosacáridos más pequeños y, 
posteriormente, exoglucosidasas específicas de cada tipo de 
enlace eliminan de uno en uno los residuos de monosacáridos, 
comenzando por un extremo no reductor. El déficit de una de 
las glucosidasas impide la degradación del proteoglucano, lo 
cual conduce a su acumulación intracelular y al aumento del 
tamaño del tejido. Las enfermedades por acumulación tisular 
de proteoglucanos se denominan mucopolisacaridosis y en 
humanos se han descrito más de 12 tipos diferentes.
31.7. PROTEÍNAS ADHESIVAS
Las proteínas adhesivas son el nexo de unión de las integrinas 
y otras moléculas de la membrana con los componentes de la 
ECM. En general, son proteínas de gran tamaño con numerosos 
dominios que permiten su unión a distintas moléculas.
31.7.1. Lamininas
Las lamininas son glucoproteínas heterodiméricas (400-900 kDa) 
formadas por tres cadenas (a, b y g) de unos 1.500 amino-
ácidos cada una, que forman parte de la membrana basal de 
los tejidos. Las 16 isoformas de lamininas descritas hasta la fe-
cha están formadas por la combinación de las proteínas codi-
ficadas por los cinco genes de la subunidad a, cuatro de la b 
y tres de la g. Las diferentes isoformas presentan distinta loca-
lización tisular y su expresión se encuentra regulada durante 
el desarrollo.
Las tres cadenas que forman la laminina se asocian a través 
de enlaces disulfuro formando una estructura en forma de cruz, 
con tres brazos cortos y uno largo (fig. 31.9). El autoensamblaje 
a través de los brazos cortos para formar polímeros es reversible 
y requiere Ca2+. Al igual que la fibronectina, cada una de las ca-
denas posee dominios específicos capaces de interaccionar con 
receptores celulares como las integrinas, a través de secuencias 
RGD (Arg-Gly-Asp), o con otros ligandos extracelulares de la 
ECM, como el colágeno.
31.7.2. Fibronectina
La fibronectina es una de las principales proteínas del organis-
mo y la principal proteína de adhesión de la ECM. Es una gluco-
proteína formada por dos subunidades similares de 230 kDa 
cada una, unidas mediante enlaces disulfuro por sus extremos 
C-terminal. La fibronectina posee aproximadamente un 5% de 
carbohidratos, aunque ese porcentaje varía entre las diferentes 
isoformas de la proteína. Entre sus principales funciones están 
la remodelación de los tejidos durante la embriogénesis y su 
participación en el proceso de cicatrización de las lesiones vas-
culares tras la formación del coágulo de fibrina.
31.7.2.1. Tipos y estructura de la fibronectina
La fibronectina se localiza en la mayoría de los espacios extrace-
lulares de los tejidos en forma insoluble formando multímeros 
de alto peso molecular. Además, se encuentra en el plasma y en 
fluidos biológicos como el líquido amniótico, espinal o articular, 
en forma de dímero soluble. La forma insoluble, de la que se 
conocen más de 20 isoformas generadas por splicing alternativo, 
es un componente de las estructuras fibrilares extracelulares y 
Fig. 31.8 Síntesis de un proteoglucano que contiene condroitín-sulfato. Los carbohidratos se van uniendo a las proteínas de uno en uno en forma 
de UDP-azúcares. La síntesis comienza con la unión de una xilosa (Xil, verde) a un residuo de serina (Ser) de la proteína, por la acción de una xilosa trans-
ferasa. A continuación se añaden dos galactosas (Gal, rojo) por una galactosa transferasa. Tras este trisacárido de enlace se van adicionando el disacárido 
que forma el GAG, que en el condroitín sulfato es ácido glucurónico (GlcUA, amarillo) y N-acetil galactosamina (GalNac, azul). Estos monosacáridos 
se van añadiendo por la acción alternativa de una glucuronil transferasa, una N-acetilgalactosamina transferasa, y una sulfotransferasa que utilizando 
PAPS (fosfoadenosina fosfosulfato) va adicionando los grupos sulfato a los residuos de N-acetil galactosamina.
440 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
de las membranas basales de todos los tejidos, con la posible 
excepción del sistema nervioso. Aunque diversos tipos de cé-
lulas tienen la capacidad de sintetizar y secretar fibronectina, la 
mayor parte de la forma circulante proviene de los hepatocitos, 
mientras que la principal fuente de la forma tisular, la sintetizan 
los fibroblastos y las células endoteliales.
Los monómeros de fibronectina poseen una organización 
modular que se pliega dando lugar a una estructura arrosariada 
(fig. 31.10) con dominios funcionalesque le dotan de capacidad 
de interactuar con una amplia variedad de macromoléculas de 
la ECM, como el colágeno, la fibrina, la heparina y diversos 
proteoglucanos. Además, la fibronectina tiene la capacidad de 
asociarse con una gran variedad de células, ya que contiene 
en el dominio III las secuencias de reconocimiento por las 
integrinas (RDG).
31.7.2.2. Síntesis y ensamblaje
La fibronectina recién sintetizada no se une directamente a las 
fibrillas preformadas en la ECM. Su ensamblaje está mediado 
por células y ocurre de una manera secuencial. En primer 
lugar, la forma soluble (dímero) se une a las integrinas de la 
membrana celular a través de una interacción con la región 
N-terminal de la molécula de fibronectina. A continuación, 
la fibronectina dimérica forma multímeros que se estabilizan 
por enlaces disulfuro intermoleculares, tras lo cual se libera del 
receptor quedando depositada, como fibronectina insoluble, en 
la membrana basal.
31.7.3. Nidógenos
Los nidógenos, o entactinas, son glucoproteínas pequeñas 
presentes en las membranas basales de prácticamente todos 
los tejidos. En el hombre se han identificado dos, el nidógeno-1 
(150 kDa) y el nidógeno-2 (200 kDa), que estructuralmente son 
muy similares. Las dos proteínas poseen aproximadamente un 
10% de carbohidratos y una estructura tridimensional similar, a 
pesar de que sólo tienen un 46% de homología en su secuencia 
aminoacídica. El núcleo proteico consiste en una estructura con 
tres dominios globulares separados por dos regiones flexibles 
en forma de varilla (fig. 31.11).
Los nidógenos pueden interaccionar con diferentes molé-
culas y receptores de la ECM, por las que presentan una alta 
afinidad, como la laminina y el colágeno IV, por lo que son 
Fig. 31.10 Estructura de la fibronectina. Cada subunidad de la fi-
bronectina tiene varios dominios globulares, algunos de los cuales están 
implicados en la unión a células o a componentes de la ECM, incluyendo 
heparina, fibrina, colágeno, DNA. RGD (Arg-Gly-Asp): secuencias de 
unión a integrinas.
Fig. 31.9 Estructura de la laminina. La laminina está formada por tres 
subunidades que se asocian formando una estructura en forma de cruz, en 
la que algunos dominios están implicados en la unión a otros componentes 
de la membrana basal.
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consideradas proteínas de unión que estabilizan y mantienen 
la estructura de la membrana basal (fig. 31.12).
31.8. INTEGRINAS
Las integrinas son una familia de proteínas que se unen a pép-
tidos que contienen la secuencia de tres aminoácidos: arginina, 
glicina, ácido aspártico (RGD), y actúan como receptores que 
ponen en comunicación la ECM con el interior celular, regu-
lando la adhesión, la migración, la división y los movimientos 
celulares.
Las integrinas son dímeros formados por una subunidad a 
y una b (fig. 31.12). Cada una de estas subunidades posee 
un gran dominio extracelular con el sitio de unión al ligando, un 
dominio transmembra, con una sola hélice y una pequeña cola 
citoplasmática. La subunidad b posee varias Cys y varios enla-
ces disulfuro intracatenarios, mientras que la a tiene varios sitios 
de unión a cationes divalentes como Ca2+. Se han identificado 
al menos 24 integrinas diferentes en humanos formadas por la 
combinación de las 18 subunidades a y 8 b conocidas.
Los ligandos de las integrinas incluyen aquellos que po-
seen la secuencia RDG, como la laminina, la fibronectina o 
el colágeno IV. Además de esta secuencia, que fue la primera 
caracterizada, algunas integrinas reconocen a otras secuencias 
presentes en colágeno, laminina y en otros componentes de la 
ECM, como proteoglucanos de heparán sulfato. Además de fijar 
las células a la matriz, las integrinas sirven como zona de anclaje 
para el citoesqueleto. Una de las zonas de unión célula-matriz 
son los denominados complejos de adhesión focal, en los que 
se produce la interacción de la integrina con el citoesqueleto. 
Estos complejos incluyen, además de las integrinas, a otras pro-
teínas como la tirosina quinasa FAK (Focal Adhesion Kinase), 
proteínas de unión a la actina, como talina, paxilina, vinculina, 
tensina o actinina. Además, en estos complejos se localizan otras 
moléculas de señalización, como las proteínas adaptadoras Shc, 
quinasas como Scr o PI3K, o GTPasas como Rho o Rac.
La unión de las integrinas a sus ligandos extracelulares in-
duce un cambio de conformación en su estructura que altera la 
asociación con las proteínas intracelulares a las que se encuen-
tran unidas, por el extremo C-terminal de la subunidad b. Así, 
tras la unión de la integrina a sus ligandos se puede producir 
la autofosforilación de FAK, lo cual genera sitios de unión para 
proteínas que poseen dominios SH2 (v. cap. 29), como PI3K 
y el complejo Grb2-Sos. La inducción de ambas quinasas da 
lugar a la activación de la vía de las MAPK (v. cap. 29). De 
esta manera, la activación de las integrinas acopla la adhesión 
celular a cambios en la expresión génica similares a los induci-
dos por los factores de crecimiento. Por otra parte, la unión de 
las integrinas puede conducir a la activación de las proteínas 
de la subfamilia Rho (Rho, Rac y Cdc42), que pertenecen a la 
familia de proteínas G pequeñas (v. cap. 29). Estas proteínas 
sirven como reguladores universales del citoesqueleto de actina, 
acoplando las señales de la ECM a variaciones en el movimiento 
y forma de la célula.
Fig. 31.11 Estructura de un nidógeno. Los nidógenos presentan en su estructura tres dominios globulares, implicados en el reconocimiento de otras 
moléculas de la membrana basal.
Fig. 31.12 Estructura y ensamblaje de los principales componentes de la membrana basal.
442 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
Por otra parte, la unión de determinadas moléculas, como 
la talina, a la cola intracitoplasmática de la integrina, puede 
alterar su afinidad por las proteínas de la ECM, y son críticas 
para la activación de la integrina.
31.9. DEGRADACIÓN 
DE LA MATRIZ EXTRACELULAR: 
METALOPROTEINASAS
Las metaloproteinasas de la matriz (MMP) son endopeptidasas 
neutras dependientes de cinc que degradan las proteínas de la 
matriz extracelular, y que también pueden degradar moléculas 
de la superficie celular y otras proteínas pericelulares. Desde 
que en 1960 se descubrió la primera MMP, una colagena-
sa, se han ido caracterizando otras, y actualmente constituyen 
una familia que incluye en vertebrados más de 25 tipos, 23 de 
los cuales se expresan en humanos. Aunque poseen una gran 
similitud estructural, cada una de ellas está codificada por un 
gen diferente. Aunque todas la MMP difieren en su estructura 
y especificidad de sustrato, su acción combinada es capaz de 
degradar la práctica totalidad de los componentes macromo-
leculares de la ECM.
31.9.1. Tipos y estructura
Las diferentes MMP se clasificaron inicialmente en función 
de la especificidad del sustrato como colagenasas, gelatinasas, 
estromelisinas y matrilisinas (tabla 31.2), pero actualmente la 
clasificación se ha ampliado teniendo en cuenta también su 
función y su estructura.
La estructura básica de las MMP presenta varios dominios: 
un péptido señal, que dirige la secreción al exterior de la célula; un 
propéptido o prodominio que mantiene a la enzima latente 
o inactiva hasta que se elimina por proteolisis; y un dominio 
catalítico en el extremo C-terminal en el que se une el cinc. 
Sobre esta estructura básica, denominada dominio mínimo, 
aparecen diversas variantes; un dominio tipo hemopexina 
que media la especificidad del sustrato y las interacciones con 
inhibidores endógenos o, en el caso de las MMP asociadas 
covalentemente a la membrana plasmática (MT-MMP, Mem­
brane Type MMP), un dominio transmembrana sencillo o un 
dominio pequeño en el C-terminal citoplasmático con una 
zona hidrofóbica con glucosilfosfatidilinositol (GPI),que 
actúa como zona de anclaje a la membrana. En la tabla 31.2 
se muestra, para cada MMP, el tipo de estructura y dominios 
que presenta.
El dominio catalítico posee los bolsillos de unión a los que 
se unen los sustratos. La actividad colagenolítica requiere la 
unión y orientación de la fibrilla de colágeno, el desenrollamien-
to local de su estructura de triple hélice y la rotura secuencial 
de la cadena, ya que la hendidura catalítica es demasiado es-
trecha para acomodarse a la triple hélice completa. Las MMP-2 
y MMP9 (gelatinasas), se distinguen por la inserción de tres 
repeticiones ricas en cisteína en el dominio catalítico. Estos 
insertos se parecen a las repeticiones de unión al colágeno 
tipo II de la fibronectina y se requieren para la unión y de-
gradación del colágeno y la elastina. Este dominio catalítico 
está conectado al dominio hemopexina por una bisagra o 
región de unión H, que es variable en longitud y composición 
entre las diferentes MMP y modula también la especificidad 
por el sustrato.
Las MMP secretadas suelen localizarse cerca de la mem-
brana celular al unirse a las integrinas, u otros receptores 
como CD44, a proteoglucanos de heparán sulfato o al colá-
geno tipo IV.
31.9.2. Regulación de la actividad 
de las MMP
La actividad proteolítica de las MMP se regula fundamental-
mente a tres niveles: transcripción, activación de la proen-
zima e inactivación, aunque también están implicados otros 
mecanismos, como la estabilidad del mRNA, o la comparti-
mentación y secreción de la MMP, entre otros. Todos estos 
mecanismos operan coordinadamente para asegurar que la 
expresión y actividad de las MMP se circunscriban a aque-
llos sitios y condiciones en los que es necesaria su actividad. 
Cuando se producen alteraciones en estos mecanismos, como 
ocurre en los tumores malignos, la actividad proteolítica incon-
trolada favorece los procesos de la invasión y la metástasis que 
acompañan al cáncer.
31.9.2.1. Regulación de la transcripción 
de las MMP
Las MMP se expresan poco en los tejidos normales, pero se 
sintetizan y activan rápidamente en situaciones que requieren 
la remodelación tisular. Entre otros, la IL-1 (Interleukin­1), el 
TNF-a (tumor necrosis factor a), el PDFG (Platelet­Derived 
Growth Factor) o el EMMPRIN (Extracellular Matrix Metallo­
proteinase Inducer) poseen un efecto estimulador de la trans-
cripción de las MMP.
31.9.2.2. Activación de las MMP
Las MMP se sintetizan como zimógenos inactivos en estado 
latente (pro-MMP). En este estado, el prodominio posee un 
residuo de Cys crítico al cual se une el átomo de cinc. Esta 
unión enmascara el sitio activo, ya que evita la hidratación del 
Zn2+ necesaria para la actividad proteolítica de la enzima, con 
lo cual se mantiene inactiva. Se requiere la eliminación de ese 
propéptido para que se active la proteasa.
La activación de las pro-MMP se lleva a cabo a través 
de una cascada proteolítica que requiere, en primer lugar, 
la escisión del plasminógeno para crear plasmina, que es 
el activador fisiológico principal de las MMP. La plasmina 
se puede generar a partir del plasminógeno por acción del 
activador tisular del plasminógeno (tPA) unido a la fibri-
na o por la uroquinasa activadora del plasminógeno (uPA) 
unida a un receptor de la membrana celular. Varios tipos 
de células, como las musculares lisas, las endoteliales y las 
implicadas en la remodelación de los tejidos, especialmente 
los macrófagos, expresan uPA y sus receptores. Una vez que 
se inicia la cascada, algunas MMP activas pueden a su vez 
activar a otras.
31.9.2.3. Inhibición de las MMP
La actividad de las MMP se bloquea por inhibidores generales 
presentes en plasma y fluidos tisulares, como la a2-macro-
globulina, o por inhibidores más específicos, los TIMP (Tissue 
Inhibitors of MetalloProteinases). Se han identificado cuatro 
TIMP en mamíferos, los cuales pueden estar anclados en la 
ECM o bien pueden ser secretados al espacio extracelular. 
A pesar de su similitud estructural, los TIMP poseen diferencias 
en términos de la especificidad del sustrato. Los TIMP se unen 
a las MMP de manera no covalente e irreversible en complejos 
estequiométricos 1:1.
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Tabla 31.2 Principales metaloproteinasas (MMP) humanas
Subtipo Nombre común Estructura Sustratos principales
Colagenasas-secretadas
MMP-1 Colagenasa-1, de fibroblastos B Colágeno I, II, III, VII y X
MMP-8 Colagenasa-2, de neutrófilos B Colágeno I, II, III
MMP-13 Colagenasa-3 B Colágeno I
Gelatinasas-secretadas
MMP-2 Gelatinasa A C Gelatina I, colágeno IV, V, VII, X
MMP-9 Gelatinasa B C Gelatina I y V, colágeno IV, V; fibronectina
Estromelisinas-secretadas
MMP-3 Estromelisina-1 B Fibronectina; laminina; gelatina I, III, IV V; 
colágeno III, IV, IX y X; pro-MMP-1; 
proteoglucanos
MMP-10 Estromelisina-2 B Fibronectina; gelatina I, III, IV, V; colágenos 
III, IV y V; pro-MMP-1 y pro-MMP-8
MMP-11 Estromelisina-3 D Desconocido
MMP-19 RASI 1 (estromelisina-4) B Agrecán; colágeno IV, laminina, nidógeno, 
fibronectina, gelatina I
Matrilisinas-secretadas
MMP-7 Matrilisina 1 A Gelatina I, III, IV,V; fibronectina, laminina; 
pro-MMP-1 y pro-MMP-8
MMP-26 Matrilisina 2 (Endometasa) A Colágeno IV, fibronectina, fibrinógeno; 
caseína; gelatina I, II; actina; pro-MMP-9
MMP de membrana
MMP-14 MT1-MMP E pro-MMP-2; agrecán
MMP-15 MT2-MMP E MMP-2, gelatina
MMP-16 MT3-MMP E Colágeno III; fibronectina; pro-MMP-2
MMP-24 MT5-MMP E pro-MMP-2; fibronectina
MMP-17 MT4-MMP F Fibrina
MMP-25 MT6-MMP F pro-MMP-2
Otras MMP
MMP-12 Metaloelastasa de macrófagos B Elastina
MMP-20 Enamelisina (esmalte dental) B Amelogenina, agrecán
MMP21 D a1-antitripsina
MMP-23 (Ay B) Femalisina (membrana RE) G Regulación de canales de K+
MMP-27 (homóloga MMP-10) B Fibronectina; laminina; gelatina; colágeno
MMP-28 Epilisina D Caseína
Tipo de estructura:
A: dominios mínimos (prodominio; dominio catalítico).
B: dominios mínimos con dominio de hemopexina.
C: dominios mínimos con dominio de hemopexina e inserto de fibronectina.
D: dominios mínimos con dominio de hemopexina y sitio de activación por furina.
E: dominios mínimos transmembrana y sitio de activación por furina.
F: dominios mínimos con dominio de hemopexina y ligadas a GPI (glucosilfosfatidilinositol), y sitio de activación por furina.
G: dominios mínimos transmembrana, dominio rico en Cys/Pro, dominio tipo Ig.
444 Parte IX Bioquímica de procesos fisiológicos
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RESUMEN
1. El colágeno, principal componente de los tejidos 
conectivos, es una proteína formada por tres cadenas que 
poseen una secuenciarepetitiva de Gly­X­Y, en donde X 
suele ser Pro e Y hidroxi­Pro. Las tres cadenas forman 
una hélice dextrógira denominada tropocolágeno, que 
puede formar fibras (colágeno fibrilar) o redes (colá­
geno no fibrilar).
2. En la elastina se alternan dominios hidrofílicos ricos 
en Lys con otros hidrofóbicos ricos en Val, que le pro­
porcionan gran elasticidad a la molécula.
3. Los proteoglucanos son estructuras formadas por 
carbohidratos (glucosaminoglucanos) y proteínas que 
forman el gel en el que se encuentran las moléculas de 
la ECM. Debido a que son polianiones se encuentran 
fuertemente hidratados, por lo que proporcionan hi­
dratación, y soporte mecánico y elástico a los tejidos.
4. La lámina basal, una forma especializada de la matriz 
extracelular presente en todas las monocapas celulares, 
está formada por colágeno IV; laminina, una proteína 
glucosilada que forma fibras; nidógeno que actúa como 
proteína de unión y perlecán, un proteoglucano con 
heparán sulfato.
5. Las integrinas son receptores que se unen a péptidos 
que contienen la secuencia (RGD). Además de fijar las 
células a la matriz, las integrinas sirven como zona de 
anclaje para el citoesqueleto actuando como receptores 
que ponen en comunicación la ECM con el interior 
celular, regulando la adhesión, la migración, la división 
y los movimientos celulares.
6. Las metaloproteinasas (MMP) son endopeptidasas neu­
tras dependientes de cinc que degradan las proteínas de 
la matriz extracelular y que se sintetizan como zimó­
genos inactivos (pro­MMP) que requieren proteolisis 
para su activación.
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AUTOEVALUACIÓN
1. En relación con la cadena del colágeno, 
es cierto que:
a. Presenta la secuencia repetitiva Cys−X−Y.
b. Es diferente a la alfa-hélice por la presencia de D-aminoácidos.
c. Posee un elevado contenido en Gly, Pro e hyPro.
d. Se estabiliza por la formación de enlaces disulfuro intracatenarios.
e. Es una cadena dextrógira con cuatro aminoácidos por vuelta.
Correcta: c. La cadena de colágeno está formada por L-aminoácidos 
y posee una secuencia repetitiva de Gly-X-Y, en la que X suele ser 
Pro e Y HyPro. En su composición, cerca de un 30% es Gly, y entre 
un 15 y un 30% Pro e HyPro. Esta cadena es levógira y posee tres 
aminoácidos por vuelta.
2. La vitamina C es imprescindible para una correcta 
síntesis de colágeno, ya que:
a. Impide que se oxiden las moléculas de tropocolágeno.
b. Se necesita para la actuación de las enzimas prolil hidroxilasa y 
lisil hidroxilasa.
c. Aumenta la solubilidad del colágeno.
d. Facilita la formación de los enlaces disulfuro en la estructura del 
colágeno.
e. Su carencia origina una enfermedad genética, el escorbuto.
Correcta: b. La vitamina C es el cofactor de la prolil y lisil hidroxilasa, 
enzimas responsables de la hidroxilación de los residuos de Pro y Lys, 
respectivamente. Esta modificación es necesaria para el correcto 
ensamblaje del colágeno. El déficit de vitamina C en la dieta da 
lugar al escorbuto.
3. En relación con los proteoglucanos, es cierto que: 
a. Poseen un elevado número de cargas positivas, que determinan 
su hidrofobicidad.
b. El componente mayoritario es la proteína, que se conoce también 
como glucosaminoglucano.
c. Los proteoglucanos se localizan mayoritariamente en el citoplasma.
d. Son las enzimas encargadas de la degradación de la matriz ex-
tracelular.
e. Son complejos de carbohidratos y proteínas, que poseen una gran 
capacidad de hidratación.
Correcta: e. Los proteoglucanos están formados por carbohidratos 
y proteínas. La fracción de carbohidrato, que es la mayoritaria, se 
denomina glucosaminoglucano. Los proteoglucanos son polianiones 
que pueden unir gran cantidad de moléculas de agua. Algunos 
proteoglucanos pueden estar presentes en la membrana celular, 
mientras que otros se encuentran en la matriz extracelular. Entre sus 
funciones se encuentran la de dotar de hidratación y lubrificación 
a los tejidos.
4. En relación con las proteínas que forman la matriz 
extracelular, es cierto que:
a. La elastina presenta una estructura secundaria muy ordenada.
b. La fibronectina es un proteoglucano de la matriz extracelular.
c. La laminina está formada por una única subunidad, que presenta 
una estructura globular.
d. El colágeno tipo IV, la laminina, los nidógenos y el perlecán son 
los principales componentes de la membrana basal de los tejidos.
e. Los nidógenos son proteínas de gran tamaño, formados por tres 
subunidades y con una estructura en forma de cruz.
Correcta: d. El colágeno tipo IV, la laminina, los nidógenos y el 
perlecán son los principales componentes de la membrana basal 
de los tejidos. La elastina presenta una estructura secundaria con 
conformación al azar. La fibronectina es una proteína de la matriz, 
que está formada por dos subunidades unidas por enlaces disulfu-
ro en sus extremos C-terminal. La laminina está formada por tres 
subunidades que se asocian formando una estructura en forma de 
cruz. Los nidógenos son proteínas monoméricas pequeñas con tres 
dominios globulares separados por dos regiones en forma de varilla.
5. Las metaloproteinasas:
a. Se sintetizan en forma de proenzimas inactivas.
b. Incluyen a la fibronectina y la laminina.
c. Todas están formadas por un dominio catalítico y uno de hemo-
pexina.
d. Catalizan la síntesis de las proteínas de la matriz extracelular.
e. Se inhiben por Zn2+ y se activan por los denominados TIMP.
Correcta: a. Las metaloproteinasas (MMP) son endopeptidasas 
dependientes de Zn2+, que degradan las proteínas de la matriz ex-
tracelular. Su estructura básica incluye un prodominio, que mantiene 
a la enzima latente o inactiva y un dominio catalítico. Algunas MMP 
poseen también otros dominios, como el dominio hemopexina, una 
región bisagra o dominios de anclaje a la membrana. Las MMP se 
sintetizan como zimógenos inactivos. Para su activación se debe 
eliminar el prodomino que bloquea el sitio activo de la enzima. La 
fibronectina y la laminina son proteínas de adhesión de la matriz 
extracelular que no poseen actividad catalítica como metaloprotei-
nasas. Los TIMP son inhibidores específicos de las MMP.