1 - Les glycosaminoglycanes (GAG)

Importants composants des matrices extracellulaires des tissus conjonctifs :

• Macromolécules glucidiques: polymères linéaires d’unités répétées de diholosides
  Un des deux résidus glucidiques est toujours un glucide aminé (N-acétylglucosamine ou N-acétylgalactosamine) et le second est habituellement un acide uronique (glucuronique ou iduronique).
• Nombreuses charges négatives (groupements hydroxyles, carboxyles ou sulfates) : 
  caractère acide
• Forte capacité de rétention de l’eau

Les glycosaminoglycanes forment une chaîne peu flexible et chargée négativement. Les charges contribuent à la rétention des molécules d'eau, et ainsi à la constitution d'un gel visqueux et élastique, résistant aux contraintes mécaniques.

Les glycosaminoglycanes sulfatés

Le chondroïtine-sulfate

L'unité disaccharidique de base du chondroïtine-sulfate est l'acide glucuronique lié au N-acétyl-galactosamine-6-sulfate.
Le chondroïtine sulfate est un composant de la matrice extracellulaire du cartilage.

Le dermatane-sulfate

L'unité disaccharidique de base du dermatane-sulfate est un acide uronique, acide L-iduronique ou acide D-glucuronique, lié au N-acétyl-galactosamine-4-sulfate.
 

Le dermatane-sulfate est un glycosaminoglycane présent principalement dans la peau, mais également dans les vaisseaux sanguins, les valves cardiaques, les tendons, les poumons et la muqueuse intestinale.

L’héparane-sulfate

L'unité disaccharidique de base de l'héparane-sulfate est un acide D-glucuronique ou un acide L-iduronique lié à un N- acétylglucosamine.

Sa structure est très proche de celle de l'héparine qui est une forme hautement sulfatée d’héparane-sulfate localisée principalement dans les granules de sécrétion des mastocytes.
L’héparane-sulfate est un glycosaminoglycane présent principalement dans les membranes basales.

Le kératane-sulfate

Le kératane-sulfate est un glycosaminoglycane qui est composé de D-galactose et de N-acétylglucosamine.
Le kératane-sulfate ne contient pas d'acide glucuronique, mais du galactose à sa place.

Kératane-sulfate de type 1: Le groupement sulfate est porté par l'atome de carbone 6 du galactose.

Kératane-sulfate de type 2: Le groupement sulfate est porté par l'atome de carbone 6 du N-acétylglucosamine.
Le type 1 est présent dans la cornée, tandis que le type 2 se retrouve dans les tissus conjonctifs lâches.
Les deux types sont présents dans la matrice extracellulaire cartilagineuse et osseuse.

Un glycosaminoglycane non sulfaté: l’acide hyaluronique

L'unité disaccharidique de base de l'acide hyaluronique est composée d'acide D-glucuronique et de D-N-acétylglucosamine.

L’acide hyaluronique est l'un des principaux composants de la matrice extracellulaire et possède une chaîne très longue (des milliers de sucres).
Glycosaminoglycane non sulfaté, c’est le seul qui n'est pas fixé à une protéine centrale par une liaison covalente.

L’acide hyaluronique a une très forte capacité à retenir l’eau apportant à la matrice extracellulaire un aspect de gel visqueux résistant aux forces de compression.

2 - Les protéoglycanes

Les protéoglycanes sont le 2ème type de molécules présentes dans la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs.
Ces molécules ont pour fonction de conférer aux tissus une résistance à la compression tissulaire.
Les protéoglycanes sont des macromolécules constitués par des glycosaminoglycanes (GAG) sulfatés liés par des liaisons covalentes à un axe protéique.

Les protéoglycanes sont hétérogènes dans leur composition et dans leur taille.

Les protéoglycanes se distinguent par:
la nature de la protéine, le type de protéine détermine le profil de glycosylation.
Le nombre et le type de glycosaminoglycanes qu’ils contiennent.
Le processus de biosynthèse des protéoglycanes se fait en 2 étapes consécutives: synthèse de la protéine puis ajout des sucres.

1) Synthèse de la protéine
Transcription nucléaire du gène codant la protéine en ARNm cytoplasmique
Traduction de l’ARNm en protéine dans la lumière du réticulum endoplasmique rugueux

2) Ajout de sucres par glycosylation
Modifications post-traductionnelles de glycosylation débutant dans le réticulum endoplasmique rugueux et se poursuivant dans l’appareil de Golgi

Le processus débute par la formation d’un tétrasaccharide (séquence de 4 oses) :
            Xylose – Galactose – Galactose – Acide glucuronique (ou iduronique)
Formation du glycosaminoglycane :
Sur le motif tétrasaccharidique, le GAG se construit progressivement par l’ajout du 1er sucre du disaccharide, puis du 2ème (grâce à deux enzymes glycosyl-transferases).

3 - Les agrégats de protéoglycanes

Les protéoglycanes de grandes taille peuvent former des complexes de grande taille qui sont des agrégats très hydrophiles: les hyalectans.
Les agrégats de protéoglycanes sont formés par l’association de nombreux protéoglycanes avec une molécule d’acide hyaluronique (glycosaminoglycane non sulfaté).
La liaison à l’acide hyaluronique est non covalente et est stabilisée par des protéines de liaison.