結構生物化學/細胞訊號通路/硫酸肝素
硫酸肝素分子存在於大多數動物組織細胞外基質的表面。它以蛋白聚糖 (HSPG) 的形式存在，其中兩到三個 HS 鏈緊密連線到細胞表面或細胞外基質蛋白上。蛋白聚糖是一種高度糖基化的蛋白質，硫酸肝素蛋白聚糖參與發育、穩態和病理過程。例如，介導細胞因子誘導的細胞訊號傳導。它們透過與不同型別的配體相互作用來實現其效果。
合成始於多糖-蛋白質連線區的形成。一個四糖單位連線到蛋白質核心中的絲氨酸殘基。然後透過新增 d-乙醯氨基葡萄糖或 d-乙醯氨基半乳糖胺和 d-葡萄糖醛酸殘基來延長糖。這形成了硫酸肝素結構。
硫酸肝素最重要的作用之一是介導生長因子及其同源受體。據推測，硫酸肝素透過充當該過程的微調器參與訊號傳導過程，這已在成纖維細胞 GF 或 FGF 家族中得到典型證明。在該家族中，硫酸肝素充當必要的共受體。
HS 聚合酶基因突變的患者可能會出現體細胞過度生長。據認為，由於 HS 與生長控制的相互作用，如果 HS 正常運作，它可能充當腫瘤抑制因子。影響硫酸肝素蛋白聚糖 (HSPG) 生物合成的突變是幾種人類遺傳疾病的原因。
研究表明，膜蛋白聚糖家族中的一個成員，GPC3，在患有 Simpson–Golabi–Behmel 綜合徵 (SGBS) 的人類患者中發生了突變，這是一種與發育組織過度生長和高發神經母細胞瘤和威姆斯腫瘤相關的 X 連鎖疾病。基於對 GPC3 突變的分析，人們提出 SGBS 可能是由功能性 GPC3 蛋白缺乏引起的，這得到了 GPC3 缺陷小鼠中顯示的缺陷的支援。雖然 glypican 功能變化導致癌症的機制尚不清楚，但已發現腫瘤進展與 glypican 表達的變化相關，並且在宮頸癌和胰腺癌中觀察到另一個 glypican 家族成員 GPC1 的表達增加。
在這種疾病中，良性腫瘤源於軟骨內骨骼生長板。這些腫瘤後來會惡化。有趣的是，其原因是編碼 HS 聚合酶基因的 EXT1 或 EXT2 基因的突變。
參與皮膚傷口修復的主要生長因子是 HB-EGF 和 FGF-2。這是透過 HS 與 FGF-2 結合來實現的。當組織受傷時，神經元硫酸肝素酶被分泌到傷口區域以降解硫酸肝素鏈的抑制。這些 HS 鏈抑制被消除，HSD 被釋放並刺激 FGF-2 促進修復。
1) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10872465 細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。哈佛醫學院兒童醫院發育與新生兒生物學系，波士頓，馬薩諸塞州 02115，美國。bernfield@a1.tch.harvard.edu 2)